JPWO2002039551A1 - 接続装置 - Google Patents
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Abstract
本発明は、信号ケーブルの端部に設けられたコネクタプラグ(3)を備えたプラグ部(P)とこのプラグ部(P)が挿入されるリセプタクル部(R)を備えた接続装置であり、コネクタプラグ(3)の外周面にケーブル(2)の軸方向に移動可能に支持され、つまみ部(12)が取り付けられたロック解除部材(4)とからなるプラグ部(P)と、プラグ部(P)が挿脱可能とされるリセプタクル部(R)とを備え、リセプタクル部(R)内に収容され、コネクタプラグ(3)と係合してプラグ部(P)の抜去をロックするロック部材(5)を、ロック解除部材(4)の外周面に設けたカム部(40)(41)を介して、ロック解除部材(4)のケーブル(2)の軸方向の動きにより制御し、リセプタクル部(R)に挿入されたコネクタプラグ(3)をロックし又はそのロックを解除する。
Description
技術分野
本発明は、電子機器と信号ケーブルとを接続するための接続装置に関し、特に、接続プラグと接続ジャックとを備え、接続プラグを接続ジャックに挿入することにより電子機器に対する信号ケーブルの接続を図る接続装置に関する。
背景技術
従来、複数の電子機器間を信号授受を可能な状態に接続する場合には、専用の信号ケーブルが用いられ、信号ケーブルと電子機器との間の接続にはコネクタが利用されている。この種の接続装置は、例えば、通常、信号ケーブルの端部に取り付けられているプラグ又はジャックを、機器側に設けられているジャック又はプラグに差し込むことで、信号ケーブルと電子機器間の接続を行う。
また、近年、各種電子機器の接続に用いられる信号ケーブルは、従来からよく知られている電気信号ケーブルばかりでなく、例えば光を利用して情報伝送を行う光信号ケーブル等も利用されている。
光を利用して電子機器間で情報伝送を行う機器として、欧州特許出願公開0430107A2に記載されたものがある。また、接続プラグと接続ジャックとを容易に接続でき、また簡単に取り外すことを可能とした接続装置として、米国特許明細書第4,540,236号に記載されたものがある。
ここで、光信号ケーブルを用いて電子機器間で情報伝送を行うために用いられる接続装置の例を挙げて説明する。
この接続装置は、図1に示すように、電子機器105側にジャック103が設置され、このジャック103に挿入嵌合されるプラグ102が光ケーブル104の両端に取り付けられている。
プラグ102がジャック103の受け穴に挿入されると、プラグ102の中心に設けた光ケーブル104の心線106が電子機器105内に設けた光学素子100と対向する。電子機器105内に設置されたジャックは、リセプタクルと称される。
プラグとリセプタクルの構造を模式的な断面図として示した図2A及び図2Bを参照して、一般的な結合状態を説明する。
図2Aに示すプラグ102は、複数の電子機器105間を接続する信号ケーブルである光ケーブル104の先端に取り付けられ、光ファイバの心線106を中心軸心に保持したほぼ円筒形のプラグ本体111と、プラグ本体111の外周側に、プラグ本体111の軸方向に移動可能に嵌合されたロック解除部材121とを備える。これらプラグ本体111とロック解除部材121は、プラグ本体111の外周面に突設したリング状の係止片114が空隙部122内にあって、この空隙部122内の空間の範囲でプラグ102の軸方向に相互に移動可能となされている。
機器側に設置されたジャック103は、中心部にプラグ本体111の先端部に形成したテーパ部111aに適合するテーパ孔136を穿ち、挿入されたプラグ102の中心に設けた心線106と機器内に設置された光学素子100が一定の位置を維持し、一定の間隔を保持した状態で対向するように配置されている。
ジャック103の内部には、ジャック103に挿入されたプラグ102を保持するための複数個のロック部材131が収納されている。ロック部材131は、支点部135を介してジャック103内に支持され、支点部135を中心にしてプラグ102の挿入方向と直交する方向に回動可能に支持されている。このロック部材131は、中央部に押圧操作子134が突設され、図2A及び図2B中右端にジャック103に挿入されるプラグ102側に向かって突出するプラグ係止爪133が形成されている。
この例のプラグ102は、プラグ本体111に対し移動可能なロック解除部材121を手で持ってジャック103に挿入されるので、ジャック103の途中まで挿入した状態では、図2Bに示すように、ロック解除部材121が、その内部に突設した当接片127をプラグ本体111側の係止片114に当接させた状態にある。すなわち、ロック解除部材121は、プラグ本体111に対し相対的に図2B中右方に移動された状態にある。
そして、プラグ102が更にジャック103内に挿入され、プラグ本体111の先端に形成したテーパ部111aがジャック103の中心に設けたテーパ孔136に挿入嵌合することにより、心線106と機器内に設置された光学素子100との中心が一致する状態となってプラグ102のジャック103への挿入が完了する。
ジャック103側に設けたロック部材131は、プラグ102の挿入により、押圧操作子134がロック解除部材121により押圧操作され、図2Bに示すように、支点部135を中心にして先端側のプラグ係止爪133が挿入されるプラグ本体111から離間される方向に回動される。
プラグ102が更にジャック103内に挿入され、ジャック103に完全に挿入されると、ロック部材131は、挿入されるプラグ102側に回動復帰し、プラグ係止爪133をプラグ本体111の先端部に形成した係合溝124に係合させ、押圧操作子134をプラグ本体111の中途部に形成したカム溝123に係合させる。
プラグ係止爪133は、係合溝124に係合することによってプラグ本体111を挟持し、プラグ本体111のジャック103に対する挿入位置を保持し、外部から光ケーブル104に張力が印加された際のプラグ102の抜け止めを図る。
次に、プラグ102をジャック103から抜き去る際には、ロック解除部材121を光ケーブル104の軸方向に沿って図2A及び図2B中左向きに移動させる。ロック解除部材121が図2A及び図2B中左向きに移動すると、ロック部材131の中途部に設けた押圧操作子134がカム溝123にガイドされてロック解除部材121の外周面側に移動し、ロック部材131は、支点部135を中心としてプラグ係止爪133をプラグ本体111から離間させる方向に回動され、プラグ本体111に対するロックを解除する。
プラグ102とジャック103の接合部は、光ケーブル104側の心線106と機器内部の光学素子100の光学的な接続部分となり、プラグ102の挿入により、プラグ102側の光ケーブル104の心線106は機器側の光学素子100と対向する。接続部の伝達損失を少なくするには、光ケーブル104と光学素子100の軸心を高精度に一致させ、光学素子100と光ケーブル104の先端端面間の距離を一定に維持する必要である。
上述したロック部材131のプラグ係止爪133によるプラグ本体111の係合保持の構成は、プラグ102とジャック103との接続後の光ケーブル104の端面の移動を防ぎ、光ケーブル104の伝達特性を最良にすることを目的として備えるものである。
ここで、ロック部材131の支点部135の位置は、構造的にジャック103の軸心である光学素子100の中心からある程度離れざるを得ない。この状態を略図として示した図3に示すように、支点部135を回転中心としてロック部材131が回転するため、プラグ係止爪133は、図3中矢印Xで示す軌跡に沿って運動する。プラグ係止爪133の先端部は、プラグ本体111との干渉を避けるため緩やかな円弧面とされている。従って、外力によりプラグ102とジャック103の接合部であるテーパ部分にある程度の弛みが発生し易く、外部からの張力の変化によって光学素子100と光ケーブル104との間隔の変動や軸心のズレが起こる可能性がある。更に、光ケーブルに大きな外力が加わることにより、プラグ102がジャック103から脱落してしまうこともある。
ところで、一般に電子機器側に設けられているコネクタは、電子機器の体裁という観点からユーザから見えにくい位置、例えば機器の背面側に配置されていることが多い。このため、コネクタの抜き差しは簡単に行うことができることが望ましい。抜き差しの動作に加えて、固定するための動作をつけ加えることはユーザから歓迎されるものではない。
一方、情報機器の普及に伴い、複数の電子機器が光ケーブル等の信号ケーブルによって接続された状態で使用されている。この場合、機器同士の接続には多数の信号ケーブルが用いられるため、例えばこれら多数の信号ケーブルの内、一本の信号ケーブルが何らかの要因によって外れたときは、その信号ケーブルの探索が困難になりつつある。このため、プラグとジャックによる接続部は、信号ケーブルに或る程度の張力が加わっても外れないような構造であることが求められている。
上述した接続装置は、光ケーブルの端面のジャック側の光学素子に対する軸心方向の距離も変動し易く、信号伝達特性の変動も無視できず特性上の問題も生じている。
発明の開示
本発明は、上述したような実情に鑑みて提案されたものであり、信号ケーブルの電子機器に対する接続状態を確実に維持することができる接続装置を提供することを目的とする。
更に、本発明は、接続プラグのジャックに対する接続位置を正確に保持し、良好な信号伝達特性を維持することができる接続装置を提供することを目的とする。
上述のような目的を達成するために提案される本発明に係る接続装置は、信号ケーブルの端部に設けられたコネクタプラグを有し、コネクタプラグの外周面にケーブルの軸方向に移動可能に支持され、つまみ部が取り付けられたロック解除部材とからなるプラグ部と、プラグ部が挿脱可能とされるリセプタクル部とを備え、リセプタクル部内に収容され、コネクタプラグと係合してプラグ部の抜去をロックするロック部材を、ロック解除部材の外周面に設けたカム部を介して、ロック解除部材のケーブルの軸方向の動きにより制御する。
ここで用いるロック部材は、ロック解除部材がケーブルの軸方向の動きにより回動制御される際、回動支点位置が移動可能となされてリセプタクル部に設けられたロック部材収納部内に収容されている。
コネクタプラグをロックするロック部材は、ケーブルの軸方向に平行な方向の付勢力及びケーブルの軸方向に垂直な方向の付勢力を与える弾性部材による付勢される。
ロック部材を付勢する弾性部材には、ロック部材と一体成形された、板状のZスプリングが用いられる。
また、弾性部材は、薄板を折り曲げてZ状に形成したZスプリングを用いることもできる。
プラグ部を構成するコネクタプラグは、先端側にリセプタクル部に設けられる受け側のテーパ部に係合するテーパ部が設けられている。
ロック部材は、先端側にコネクタプラグに係合するプラグ係止爪を設け、プラグ係止爪を弾性変位可能としている。
ここで信号ケーブルには、光ケーブルが用いられる。
本発明の更に他の目的、本発明によって得られる利点は、以下に図面を参照して説明される具体的な構成により一層明らかにされるであろう。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明に係る接続装置の実施の形態を図面を参照を更に具体的に説明する。
本発明に係る接続装置は、図4に示すように、プラグ部Pとその受け器であるリセプタクル部Rから構成される。
プラグ部Pは、例えば光信号を伝送することができる光ケーブル2の端部に取り付けられ、リセプタクル部Rは電子機器の例えば背面側等のパネル13に取り付けられる。
このような接続装置は、プラグ部Pをリセプタクル部Rの前面側の中央部に設けたプラグ挿入穴70に図4中矢印矢印C方向に挿入することにより、プラグ部Pの先端に露出している光ケーブル2のケーブル心線である光ファイバ1と機器内に配置された光学素子1aとが光学的に接続される。なお、機器内に光学素子1aに代えて光ファイバを配置し、プラグ部P側の光ファイバ1との間で信号の授受を行うようにしてもよい。
本発明に係る接続装置を構成するプラグ部Pは、次のように構成されている。このプラグ部Pは、ほぼ円筒状のコネクタプラグ3の中心に、コネクタプラグ3と同心に光ファイバ1と光ケーブル2を保持し、図4及び図5中左方に位置にする基端部側に、円環状のプラグ移動範囲規制部材11を取り付けている。光ケーブル2とプラグ移動範囲規制部材11は、釘状のケーブル止め具10によりコネクタプラグ3に一体的に固定されている。
コネクタプラグ3の外周側には、プラグ部Pがリセプタクル部Rに挿入されたとき、プラグ部Pをリセプタクル部Rにロックするロック機構のロックを解除させるロック解除部材4が移動可能に取り付けられている。ロック解除部材4は、円筒状に形成され、図4及び図5中右方の先端部には、先端先細り状をなすテーパ部4aが形成され、先端側の中途部には、円環状のカム溝40が形成されている。このカム溝40は、ロック解除部材4の先端側の立ち上がり面を傾斜面部41としている。ロック解除部材4の中止に形成される貫通孔は、この貫通穴に挿入されるコネクタプラグ3が自由に移動可能な径をもって形成されている。
ロック解除部材4の基端部には、このロック解除部材4を操作し、リセプタクル部Rにプラグ部Pを挿入する際にプラグ部Pを把持するために用いるつまみ部12が取り付けられている。このつまみ部12は、円筒状に形成され、先端側の内周面に形成したねじ部12aをロック解除部材4の基端部側の外周面に形成したねじ部に螺合することによって、ロック解除部材4に一体的に取り付けられる。
なお、つまみ部12の基端部側の内周部には、プラグ移動範囲規制部材11を収納する収納凹部14が形成されている。この収納凹部14は、コネクタプラグ3に対し移動可能に取り付けられたロック解除部材4を一定範囲で移動を許容する長さをもって形成されている。すなわち、ロック解除部材4は、このロック解除部材4に一体的に取り付けられたつまみ部12とともに、収納凹部14の範囲で図5中矢印D1方向又は矢印D2方向に移動可能とされている。
なお、以下の説明において、図4中矢印C方向を「ケーブルの軸方向」と称し、矢印C方向に垂直な方向を「ケーブルの軸と垂直方向」と称することがある。
なお、プラグ部Pを摘んでリセプタクル部Rに対する挿入操作する際の滑り止めを図るため、つまみ部12の外周面には多数の凹凸の形状を付してもよい。
次に、本発明に接続装置を構成するリセプタクル部Rを説明する。
リセプタクル部Rは、プラスチックで一体成形された左右対称の一対のリセプタクルハーフ7R、7Lを、図4中矢印A方向に突き合わせ結合して構成したリセプタクル7を備えている、
ない、リセプタクル7は、このリセプタクル7に挿入されるプラグ部Pの挿入方向を中心にして分割されればよく、プラグ部Pのケーブル軸心を通る垂直面での分割方法は、リセプタクル7の内部構造に応じて適宜選択されるものである。
リセプタクル部Rを構成するリセプタクル7は、左右のリセプタクルハーフ7R、7Lを接合状態で、中心にプラグ部Pの挿入されるプラグ挿入穴70が形成されている。プラグ挿入穴70のプラグ部Pの挿入側の先端部には、プラグ部Pのコネクタプラグ3の先端部に形成した先端先細り状のテーパ部35が嵌合するこのテーパ部35とは逆向きの受け側テーパ部75が形成されている。このように、コネクタプラグ3側及びリセプタクル7のプラグ挿入穴70側のそれぞれに相対嵌合するテーパ部35,75を設けることにより、コネクタプラグ3の中心をプラグ挿入穴70の中心に正確に一致させてプラグ部Pをリセプタクル部Rに接続することができる。
リセプタクル7内には、プラグ挿入穴70を中心にして上下の相対向する位置にロック部材収納部74を構成する空間が形成されている。ロック部材収納部74は、プラグ挿入穴70に第1及び第2の貫通孔76,77を介して連通している。
リセプタクル7内に設けられた一対のロック部材収納部74,74には、図5及び図6に示すように、それぞれZスプリング6付のロック部材5が収納配設されている。ロック部材収納部74に収納されたロック部材5は、先端側に設けたプラグ係止爪51を第1の貫通孔76を介してプラグ挿入穴70内に突出させ、中途部に設けたは押圧操作子52を第2の貫通孔77を介してプラグ挿入穴70内に突出させている。このようにロック部材収納部74に収納配設された各ロック部材5,5は、プラグ挿入穴70にプラグ部Pが挿入されると、図5に示すように、先端側に設けたプラグ係止爪51が第1の貫通孔76からプラグ挿入穴70内に突出してコネクタプラグ3の先端側の外周面に形成した係止爪係合溝31に係合し、押圧操作子52が第2の貫通孔77からプラグ挿入穴70内に突出してロック解除部材4に設けたカム溝40に係合する。
リセプタクル7が配設される電子機器側のパネル13には、図4中一点鎖線で示すような円形の抜き孔13aが設けられている。この抜き孔13aには、リセプタクル7の前面側の中央部に設けたリング状の嵌合突起7aが嵌合される。図4に示す分解斜視図では、パネル13はリセプタクルハーフ7Rの前面部のみが示されている。図示はしないが、リセプタクル7は、例えば、取付け用ビスをパネル13に設けられた取付け穴に挿通し、リセプタクル7の前面に設けたねじ穴にねじ込む等の手段でパネル13の所定位置に固定される。
リセプタクル部Rに挿入されたプラグ部Pを挿入位置に保持するために用いられるロック部材5は、一例として、プラスチック等でZスプリング6と一体に成形される。このロック部材5は、図4中矢印B方向からリセプタクル7の上下に2ヶ所設けられたほぼ長方形の空所であるロック部材収納部74内に収容される。この際、Zスプリング6は、後述するように、外力によって押し縮められ、ロック部材5にケーブルの軸方向及びケーブルの軸方向に垂直の2方向の力を発生する。
リセプタクル部R側に設けられるプラグ部Pを一定の挿入位置にロックするロック部材5を図7及び図8を参照して更に詳細に説明する。
ロック部材5は、Zスプリング6に外力が付与されていない解放状態であって、ロック部材収納部74内に収容された状態では、図7及び図8に示すような状態にある。
ロック部材5は、図4中矢印W1で示す幅をもった長方形の平板状に形成され、その一端側に垂直に近く折り曲げるようにしてプラグ係止爪51を形成し、ほぼ中央に幅W1に相当する長さの突条の押圧操作子52を形成し、側面から見てほぼF字状をなすように形成されている。
なお、プラグ係止爪51は、コネクタプラグ3の先端部側の外周面にリング状の溝部として形成された係止爪係合溝31との係合を確実にするため、図4及び図5に示すように、先端部に中央部を円弧状に窪ませた窪み部51aを形成しているが、先端部は円弧を設けずに直線のままとしてもよい。同様に押圧操作子52の先端部も図示するように直線でなく、中央部を円弧状に窪ませてもよい。
上述のように一定の長さを有するレバーとして形成され、レバー本体の一端側に垂直に立ち上がるようにプラグ係止爪を設け、レバー本体の中途部に突条の押圧操作子を設けたロック部材5の如きレバーは、一般にプラグ係止爪を設けた一端側とは反対側の他端側が固定され、この固定された位置を支点として回転自在に支持されるのが普通であるが、本発明に用いられるロック部材5の如くロック部材収納部74に収納された場合には、ロック部材5の支点を一点に規制する部材がロック部材収納部74側に設けられていない。そのため、ロック部材収納部74に収納されたロック部材5は、プラグ係止爪51が設けられた側とは反対側の他端側は、可動支点として、ロック部材収納部74内で上下方向や左右方向に動くことができる。このようなロック部材5の移動を規制するため。ロック部材収納部74内には、図5に示すように、ロック部材5の支点となる他端側の移動を規制する可動範囲規制部72や、他端側の支点を中心に回動したときのプラグ係止爪51の回動方向をガイドする回動ガイド部71が設けられている。これ可動範囲規制部72及び回動ガイド部71は、ロック部材収納部74の内周面の一部をもって形成される。
なお、リセプタクル7内に形成されるロック部材収納部74は、図6に示すように、その幅W2をロック部材5の幅W1より大きくされ、幅方向の接触によりロック部材5の回動とZスプリング6の運動が妨げられることが防止される。
ロック部材5に設けられる押圧操作子52は、後に詳細を説明するが、ロック解除部材4の先端側に設けたテーパ部4aとカム溝40内の傾斜面部41で構成されるカム機構のカムホロワーとして機能してロック部材5を回動操作する。ロック部材5に設けられたプラグ係止爪51は、コネクタプラグ3に設けた係止爪係合溝31に係合したとき、コネクタプラグ3をリセプタクル7側に押圧するように機能する。
次に、ロック部材5に一体的に取り付けられたZスプリング6の形状及び機能を図4、図7及び図8を参照して説明する。
ロック部材5と一体的に形成されたZスプリング6は、短い支柱62の両端に、やや肉薄の半円形状のばね部61を形成した形状とされ、この半円形状のばね部61の他端は、それぞれ、リセプタクル7により保持される長方形の薄板63及びロック部材5に接続され一体とされている。
ロック部材5の幅W1と上記薄板63、ばね部61及び支柱62の幅も同一の幅とされている。
なお、支柱62は、必ずしも必要でなく、1個のばね部61の両端が薄板63及びロック部材5に接続されるように構成してもよい。
Zスプリング6の1組のばね部61,61は、薄板63の一端とロック部材5の中央付近に接続され、他の1組のばね部61,61は、薄板63の中央部とロック部材5の支点部55の近傍に接続され、2個のZスプリング6,6は互いに平行とされ、また、薄板63とロック部材5もほぼ平行に保たれ、2個のZスプリング6,6と、薄板63とロック部材5でほぼ平行四辺形を構成している。
ロック部材5とZスプリング6を、図4に示すように、矢印B方向からリセプタクル7のロック部材収納部74に収容する際、Zスプリング6は、図8に示すように、ロック部材5と構成する平行四辺形が上下に偏平になるように圧縮される。この状態で、Zスプリング6は、薄板63とロック部材5に対して図7及び図8中矢印F方向に回動させるように押圧され、ロック部材5に対しケーブルの軸心に垂直な方向の力とケーブルの軸心と平行な方向の力を付与する。
すなわち、Zスプリング6,6は、ばねの回転角の変化により付勢される1種のねじりばねと同じ動作をする。
本発明に係る接続装置において、プラグ部Pがリセプタクル部Rに挿入されると、図5及び図8に示すように、コネクタプラグ3の先端部に形成したテーパ部35が、リセプタクル7のプラグ挿入穴70側に設けたテーパ部75に相対嵌合することにより、コネクタプラグ3の中心をプラグ挿入穴70の中心に正確に一致させてプラグ部Pをリセプタクル部Rに接続することができる。
このとき、ロック部材5のプラグ係止爪51は、コネクタプラグ3の係止爪係合溝31に係合してコネクタプラグ3を図8中矢印G1方向の右方に押す。また、押圧操作子52は、ロック解除部材4のカム溝40に係合している。
プラグ部Pをリセプタクル部Rに対し挿入する過程の詳細を図9A〜図9Fを参照して説明する。
図9A〜図9Fの各図は、リセプタクル7の上半部とプラグ部Pのコネクタプラグ3とロック解除部材4の上半分を図5と同様な断面として示し、プラグ部Pの挿入位置に応じたステップ順にロック部材5の状態を模式的に示している。
プラグ部Pをリセプタクル部Rに挿入するには、つまみ部12を手指により把持し、図9Aに示すように、プラグ部Pのコネクタプラグ3をロック解除部材4とともにプラグ挿入穴70に挿入する。プラグ部Pをリセプタクル部Rのプラグ挿入穴70に挿入する前は、ロック部材5はZスプリング6に押されてロック部材収納部74の下面に全面が当接している。
プラグ部Pがリセプタクル部Rに挿入されると、図9Aに示すように、ロック解除部材4の挿入端側に形成したテーパ部4aが押圧操作子52に当接する。
更に、プラグ部Pが図9A中矢印G1方向に挿入されると、図9Bに示すように、ロック解除部材4の先端部のテーパ部4aが押圧操作子52を図9B中矢印H1方向の上に押し上げる。
ロック部材5のプラグ係止爪51が設けられた側とは反対側の他端部は、可動範囲規制部72の下端に当接し、この位置を支点としてロック部材5を回動させ、図9Bに示すように、ほぼ水平の姿勢とする。
コネクタプラグ3は、先端側のテーパ部35の上部にプラグ係止爪51が位置するまでプラグ挿入穴70内に進入できる。
プラグ部Pがリセプタクル部Rに更に挿入され、図9Cに示す状態になると、押圧操作子52がロック解除部材4の外周面の最も高い位置、すなわち最も大径の部分に乗り上げ、ロック部材5は、可動範囲規制部72の下端に当接した支点部55を中心に図9C中矢印J1方向に回動されて挿入端側が持ち上げられ、プラグ係止爪51がコネクタプラグ3の係止爪係合溝31から離脱される。
更にプラグ部Pがリセプタクル部R内に挿入されると、図9Dに示すように、押圧操作子52がカム溝40内に形成した傾斜面部41上に乗り上げ、プラグ係止爪51がコネクタプラグ3の外周面に当接してロック部材5を支持する。ロック部材5は、図9D中の左側の他端側が下がった姿勢をとる。
プラグ部Pが図9Eまで挿入されると、ロック部材5は他端側が下がり、ロック部材収納部74の下面に当接する。押圧操作子52とカム溝40の傾斜面部41が当接してロック部材5を支持している。ロック部材5は、回動ガイド部71に案内されて全体として図9E中矢印G2方向に移動しプラグ係止爪51をコネクタプラグ3の係止爪係合溝31に落ち込み易くする。
図9Fは、プラグ部Pを完全にリセプタクル部Rに挿入させた状態を示し、プラグ係止爪51がコネクタプラグ3の係止爪係合溝31に落ち込み、コネクタプラグ3の先端部のテーパ部35がプラグ挿入穴70に設けたテーパ部75に完全接触し、Zスプリング6の軸方向の付勢力、すなわち図9F中矢印G1方向の付勢力により、ロック部材5は回動ガイド部71に案内されて図9F中矢印G1方向に移動し、プラグ係止爪51が同方向の図9E中右方にコネクタプラグ3を押圧する。
このように、挿入完了後もZスプリング6の付勢力により、プラグ係止爪51が図9F中矢印G1方向の右方向にコネクタプラグ3を押圧し、常にコネクタプラグ3の位置を保持して光ファイバを所定位置に維持することができる。
次に、リセプタクル部Rに挿入されたプラグ部Pを抜き去る動作のステップを図10A〜図10Eを参照して説明する。図10A〜図10Eは、図9A〜図9Fと同様の方向から見た図であり、抜去ステップ1〜5を示している。
プラグ部Pをリセプタクル部Rから抜き取るには、図10Aに示すように、つまみ部12を把持し、つまみ部12とともにロック解除部材4を図10A中矢印G2方向の図中左方に引き抜く。ロック解除部材4が引き抜かれると、ロック部材5の押圧操作子52がカム溝40内の傾斜面部41上に乗り上げていく。
ロック解除部材4が更に図10B中矢印G2方向に移動され、押圧操作子52がカム溝40の傾斜面部41で押し上げられ、ロック部材5の図中左端側の他端部が可動範囲規制部72の下端に当接し、この位置を支点としてロック部材5を回転させ、ほぼ水平の姿勢とする。Zスプリング6は、やや、押し縮められている。
このとき、ロック部材5は、ほぼ垂直に上方の図10B中矢印H1方向に移動する。プラグ係止爪51もほぼ垂直に移動して、コネクタプラグ3の係止爪係合溝31から離脱する。
従って、コネクタプラグ3の係止爪係合溝31の立ち上がり面の角度は軸方向に対して直角に近い急角度にすることができる。
ロック解除部材4が更に図10B中矢印G2方向に移動されと、押圧操作子52の押し上げ量は最大となり、図10Cに示すように、ロック部材5の他端部側の左端が可動範囲規制部72の下端に当接したまま、この位置を支点としてロック部材5が回転し、先端側のプラグ係止爪51をコネクタプラグ3から離間させた右上がりの姿勢となる。このとき、Zスプリング6は、図10Cに示すように、最大に押し縮められている。コネクタプラグ3の係止爪係合溝31からプラグ係止爪51が退去して、コネクタプラグ3は、ロック解除部材4と共に図10C中矢印G2方向に移動する。
プラグ部Pを更に図10C中矢印G2方向のリセプタクル部Rから抜き取る方向に引き抜くと、押圧操作子52は図10Dに示すように、コネクタプラグ3に下降し、ロック部材5の他端部も下降して、可動範囲規制部72の下端から離脱する。この図10Dに示すステップでは、コネクタプラグ3は、ロック解除部材4に従って大きな負荷を受けることなく図10D中矢印G2方向に自由に移動可能となる。
プラグ部Pを更に図10E中矢印G2方向に抜き取ると、ロック解除部材4及びコネクタプラグ3は、ロック部材5に拘束されることなく自由に移動可能となる。
ロック部材5は、Zスプリング6,6に押されてロック部材収納部74の下面に全面が当接し、先に説明した図9Aに示す初期状態に戻る。
上述したプラグ部Pのリセプタクル部Rに対する挿入、抜去の各ステップで、ロック部材5は、ロック解除部材4のケーブル軸線方向の移動により駆動され、可動範囲規制部72と回動ガイド部71に案内されて、その姿勢をステップ毎に変化させる。このとき、ロック部材5のプラグ係止爪51が設けられた側とは反対側の他端部側の支点部55はその位置を上下左右に移動させる。すなわち、支点が一点に限定されず、或る範囲自由に移動できるのが、本ロック部材5の動作上の特徴である。
次に、本発明に係る接続装置を構成するZスプリング6の他の例を図11〜図14を参照して説明する。図11A、図11B及び図12A、図12Bは、先の図9〜図10に示したと同様な描き方で3種のZスプリングを示し、外力無しの自由形状とリセプタクル収容時の圧縮された形態を示している。
図11A及び図11Bに示すZスプリング6aは、先に説明した2個使用の場合と同様の、短い支柱62の両端に、やや肉薄の半円形状のばね部61を形成したZスプリング6aを1個だけ使用したもので、半円形状のばね部61の他端は、それぞれ、薄板63a及びロック部材5aに接続され、一体とされている。ねじりばねとして機能し、ロック部材5aをケーブル軸心に対して垂直及び水平な方に力を及ぼす。
このように、Zスプリング6aは、1個でもよく、また、3個以上の使用も可能である。ばね部の強さや支点位置を変更すれば、ロック部材55aに働く図11B中に矢印で示す水平方向及び垂直方向に付与される力の比を任意に選ぶことができる。
図12A及び図12Bは、成形品のロック部材5bとは別部品として、例えば、金属等の薄板でZスプリングを形成したもので、主に中央部の斜めの部位でねじりばねの作用をなす。単純な長方形の部材をZ型に折り曲げるのみでばねとなり、下部の一端を曲げてロック部材5bと結合する等、安価に加工できるZスプリングが得られる。
Zスプリングの代わりに、図13A及び図13Bに示すOリング状のスプリング6cの使用も可能である。薄肉の円筒状の部材を半径方向に圧縮してほぼ楕円状としてばねとするもので、楕円の長径方向の肉厚を変えたり、予め変形させて使用する場合もある。
1例として、図14に示すロック部材5cの幅方向に平行に可動ピン19を設けたロック部材5cを使用する。リセプタクル7cのロック部材収納部74内の所定位置に上記可動ピン19と並行する固定ピン18を設け、Oリング状のスプリング6cの装着時はスプリング6cの内側の中空部に固定ピン18と可動ピン19を配置する。
なお、図13A及び図13Bに示すリセプタクル7cには、ガイドボール収納部78内のロック部材ガイドボール20が示されているが、この動作については後述する。
Oリング状のスプリング6cの装着時は、スプリング圧縮によるほぼケーブルの軸に垂直方向の力がロック部材5cに印加されている。
図13Aに示す、ロック部材5cが最もコネクタプラグ3に近接した位置である最低の位置にあるとき、リング状のスプリング6cの圧縮量は最小で、楕円の長径も最小となる。可動ピン19は、楕円の中心に向かう図13A中矢印K1方向の力を受け、そのケーブルの軸方向の水平分力が同図中右方向の力としてロック部材5cに印加される。
プラグ部Pの挿入又は抜去のステップで、図13Bに示すように、ロック部材5cがコネクタプラグ3から最も離間した最上位置になると、リング状のスプリング6cは極度に圧縮され、楕円の長径も最長となる。固定ピン18と可動ピン19の外形部の距離より楕円の長径が長いと、リング状のスプリング6cから可動ピン19に働く力は消滅する。
このように、プラグ部Pの挿入又は抜去中は水平分力が減少又は消滅し、特にコネクタプラグ3とリセプタクル7cのテーパ部35,75の密着が要求されるプラグ部Pの挿入完了時に強い水平分力が得られるのは好都合である。
上述したように、本発明に係る接続装置を構成するロック部材は、プラグ部Pの挿入又は抜去のステップ毎に、上下左右に揺動を繰り返し、その動作も或る定まった順番に繰り返され、いわばヒステリシス特性をもつといえる。この揺動が主にリセプタクルに一体に設けられた可動範囲規制部72と回動ガイド部71の案内により行われることは既に述べた。
同様のヒステリシス特性は、例えば、図15及び図16に示す機構でも達成できる。
ここで使用されるロック部材5dは、プラグ係止爪51が設けられた先端側に近いプラグ係止爪51の根元付近の両側面に、ロック部材ガイドピン15を一体に形成したものである。
リセプタクル7dの上下のロック部材収納部74dの両側壁に計4ヶ所、ほぼO形の閉じた経路をもつ窪んだロック部材ガイド溝16が彫り込まれており、ロック部材ガイドピン15がこのロック部材ガイド溝16に係合して案内される。
プラグ部の挿入又は抜去に際し、ロック部材ガイドピン15がロック部材ガイド溝16を一周することにより、ロック部材5は所定の揺動を行うことができる。なお、ロック部材収納部74dの図15中右側部は拡大されて、ロック部材の動きを妨げないようにされている。
また、上述のヒステリシス特性は、図17A〜図17C及び図18A〜図18Cに動作ステップを示す、転動体であるロック部材ガイドボール20を用いても達成できる。
図17A〜図17Cに示すように、リセプタクル7には、図17中右端に近い回動ガイド部71付近に球状のガイドボール収納部78を設けたリセプタクル7eを使用する。このガイドボール収納部78に球状のロック部材ガイドボール20を収容する。
先端のプラグ係止爪51の外側面側の中間位置に突起53を設けたロック部材5eが使用され、この突起53以外は通常の2連のZスプリングが一体成形されたロック部材とほぼ同一である。
ロック部材ガイドボール20は、ガイドボール収納部78に回動可能に収納されている。
なお、球状のロック部材ガイドボール20に代えて円筒状のころの使用も可能である。
図17A〜図17Cは、プラグ部Pのリセプタクル部Rへの挿入ステップを示し、図18A〜図18Cは、プラグ部Pのリセプタクル部Rからの抜去ステップを示す。図示の方法は、前述した図9〜図10の例に従うものであり、リセプタクル7の上半部とプラグ部Pのコネクタプラグ3とロック解除部材4の上半分を断面図として示している。
図17Aは、プラグ部Pのリセプタクル部Rへの挿入が開始され、ロック解除部材4の図中右端のテーパ部4aが押圧操作子52に当接し、コネクタプラグ3の先端側のテーパ部35にプラグ係止爪51が当接した状態にある。ロック部材5eは、コネクタプラグ3に近接して水平に下がったままの状態にある。
ロック部材5eのプラグ係止爪51に設けた突起53は、ロック部材ガイドボール20の下側に位置されている。
更に、プラグ部Pを挿入し、図17Bに示す状態になると、ロック解除部材4の先端側のテーパ部4aが押圧操作子52を図17B中矢印H1方向に押し上げ、ロック部材5の図中右端側の先端部が上昇され、プラグ係止爪51がコネクタプラグ3の先端側に設けた係止爪係合溝31から離脱する。
ロック部材5eの突起53は、ロック部材ガイドボール20を乗り上げ、このロック部材ガイドボール20の図中上側に移動する。
図17Cは、プラグ部Pのリセプタクル部Rへの挿入を完了したステップ3で、コネクタプラグ3の先端部のテーパ部35が、リセプタクル部Rに設けたプラグ挿入穴70のテーパ部75に完全に接触し、ロック部材5のプラグ係止爪51が図17C中矢印G1方向にコネクタプラグ3を押圧する。ロック部材5eの突起53は、ロック部材ガイドボール20の上側から再び下側に移動する。
次に、図18A〜図18Cを参照して、リセプタクル部Rに挿入されたプラグ部Pの抜去ステップを説明する。
図18Aは、つまみ部12を手指により把持し、ロック解除部材4を図18A中矢印G2方向に移動し、ロック部材5eの押圧操作子52とカム溝40内の傾斜面部41が当接し、ロック部材5eが先端側のプラグ係止爪51をコネクタプラグ3の係止爪係合溝31から離脱させる方向に僅かに回動されたる。
ロック部材5eの突起53は、ロック部材ガイドボール20の下側にある。
ロック解除部材4が、更に図18B中矢印G2方向に更に移動すると、押圧操作子52の押し上げ量は最大となり、ロック部材5の同図中左端が可動範囲規制部72の下端に当接したまま、この位置を支点としてロック部材5が図18B中矢印J1方向に回転し、図中右上がりの姿勢となる。Zスプリング6は、最大に押し縮められている。コネクタプラグ3の係止爪係合溝31からプラグ係止爪51が退去して、コネクタプラグ3は、ロック解除部材4と共に図18B中矢印G2方向に移動する。
ロック部材5eの突起53は、ロック部材ガイドボール20を乗り越して上側に移動する。
プラグ部Pのリセプタクル部Rからの抜去が完了すると、図18Cに示すように、ロック解除部材4及びコネクタプラグ3がロック部材5に拘束されることなく移動できる。このとき、ロック部材5は、Zスプリング6に押されてロック部材収納部74の下面に全面が当接し、先に説明した図17Aと同じ初期状態に戻る。そして、ロック部材5eの突起53は、ロック部材ガイドボール20の上側から再び下側に移動する。
このように、ロック部材ガイドボール20を突起53が乗り越える際に、ロック部材5eに水平の動きを与えながら回動される。先に述べたヒステリシス特性が得られたことになる。
なお、前述した図13に示したリング状のスプリング6cを採用した例でも、ほとんど、上述した説明と同様な動作をし、ロック部材ガイドボール20の効果は十分発揮されている。
以上説明したように、ロック部材ガイドピンとロックキーガイド溝の係合、または、ロック部材の突起とロック部材ガイドボールの係合によって、プラグ部Pの挿入抜去のステップでロック部材を予め定められた位置と姿勢をとることができ、効果的なコネクタプラグの保持等が行える。
更に、ケーブルの接続操作を行うユーザに対しても、コネクタプラグ挿入過程のロック瞬間のメリハリの利いた感触等により快感を与えることができる。
ところで、本発明に係る接続装置は、ロック解除部材4がコネクタプラグ3に対してケーブル軸心方向、すなわち、コネクタプラグ3の軸方向に移動可能に取り付けられている。すなわち、ロック解除部材4は、つまみ部12に設けたプラグ移動範囲規制部材11を収納する収納凹部14内に構成される空隙の範囲で図5中矢印D1方向及び矢印D2方向に移動可能とされている。その結果、コネクタプラグ3がロック部材5にロックされた状態で、ロック解除部材4とこれに固定されたつまみ部12が、ケーブル軸心方向の図5中矢印D1方向及び矢印D2方向に僅かな余裕を有する状態となり、ユーザに対し感覚的に不安定な印象を与えることも考えられる。
この対策として、別途、クリック機構を付加してロック解除部材4を固定することが考えられる。
このクリック機構を設けた例を備えた図19を参照して説明する。図19に示す接続装置は、従来から使用されていたプラグ検出スイッチをクリック機構に兼用したものである。図19は、プラグ部Pをリセプタクル部Rに挿入したときのリセプタクル7eの水平面による断面図を示す。図19は、図5に示した切断面に対し90度回転させた位置での断面図であり、光ケーブル2の軸心を含む面で切断した断面図である。
図19に示す接続装置は、プラグ挿入検出スイッチ17を構成する接点ばね17aと固定接点17bを搭載したプリント基板17cがリセプタクル7eの側面に取り付けられている。リセプタクル7eの所定位置には、接点ばね17aと固定接点17bを収容する収納部21が形成されている。この収納部21は、ロック解除部材4が挿入されるプラグ挿入穴70まで達している。
接点ばね17aは、金属製の薄板を折り曲げて所定の形状にし、図19中左側の基部をプリント基板17cの穴に挿入し固定されている。接点ばね17aは、外力が印加されない状態では図19中破線で示すように、係合部である折り曲げられた頭部22がロック解除部材4が挿入されるプラグ挿入穴70の内部まで入り込んでいる。頭部22は、押されると自身の弾性で、図19中矢印K方向の垂直方向に移動する。
固定接点17bは、上部に接点を形成されプリント基板17cに固定されており、接点ばね17aが図19中実線の位置に移動すると、接点ばね17aの図19中右側の先端が固定接点17bの接点と接触して電気的な導通が図られる。
図19に示す接続装置は、プラグ部Pをリセプタクル部Rに挿入すると、ロック解除部材4の先端部に形成したテーパ部4aが接点ばね17aの頭部22を押し下げ始める。ロック解除部材4が、図19中矢印G1方向の右方へ挿入されるに従い、接点ばね17aは更に押し下げられて接点ばね17aの図19中右側の先端が固定接点17bの接点と接触し、プラグ挿入検出の信号として外部に送出される。
プラグ部Pの挿入が完了すると、接点ばね17aの頭部22はロック解除部材4のカム溝40の傾斜面部41と接触する。接点ばね17aは、自身の弾力でプラグ挿入穴70内に突出する方向に付勢されているので、プラグ挿入穴70に挿入されるロック解除部材4のカム溝40の傾斜面部41を押圧し、そのケーブルの軸方向の分力でロック解除部材4を図19中矢印G1方向の右向きに押しつけ、ロック解除部材4の先端部のテーパ部4aをリセプタクル7e側のテーパ部75に強く接触させ、ロック解除部材4の遊びを除去することができる。
本発明に係る接続装置は、上述したように、プラグ部Pをリセプタクル部Rに挿入したとき、ロック部材5のプラグ係止爪51がコネクタプラグ3の係止爪係合溝31に係合することによりプラグ部Pをリセプタクル部Rに対する所定の挿入位置に固定する。
リセプタクル部Rに挿入固定されたプラグ部Pは、ロック解除部材4に一体的に取り付けられたつまみ部12を把持してリセプタクル部Rから引き抜くことによりコネクタプラグ3に対し移動可能に取り付けられたロック解除部材4によりロック部材5によるコネクタプラグ3のロックを解除した後、コネクタプラグ3をリセプタクル部R側から抜き取ることができる。このような抜き取り操作を行うことにより、プラグ部P側のコネクタプラグ3やリセプタクル部R側のロック部材5に大きな負荷を与えることなく、プラグ部Pを安全且つ確実にリセプタクル部Rから抜き取ることができる。
ところで、プラグ部Pは、リセプタクル部Rに接続され、リセプタクル部Rが設けられた電気機器との間で信号の授受を行うために用いられるものであるので、信号の授受を行うための光ケーブル2が引き出されている。光ケーブル2は、コネクタプラグ3から引き出されている。その結果、リセプタクル部Rに挿入されたプラグ部Pは、つまみ部12を把持することなく光ケーブル2を掴んで引き抜き操作が行われてしまうことがある。また、プラグ部Pは、電子機器に接続された状態にあるとき、プラグ部Pから延長された光ケーブル2に引き抜き方向の力が加わる場合がある。このように、つまみ部12以外に部分に引き抜き力が加わると、コネクタプラグ3に直接引き抜き力が加わり、ロック部材5を含むコネクタプラグ3のロック機構を損傷させてしまうおそれがある。
次に、上述したような不用意なプラグ部Pの抜き取り操作が行われた場合であっても、ロック部材を含むコネクタプラグ3のロック機構等の損傷を防止し、プラグ部Pやリセプタクル部Rの保護を図ることができる接続装置の例を挙げて説明する。
以下の説明では、上述した例と共通する部分には共通の符号を付与して詳細な説明は省略する。
ここに示す本発明に係る接続装置は、図20に示すように、ロック部材150に設けられるコネクタプラグ3の係止爪係合溝31に係合してコネクタプラグ3をリセプタクル部Rに対する挿入位置にロックするプラグ係止爪151を弾性変位可能となるように構成したものである。このロック部材150は、弾性変位可能な合成樹材料を用いて形成され、プラグ係止爪151を大きく湾曲した形状に形成している。大きく湾曲して形成されたプラグ係止爪51は、湾曲された方向に容易に撓み変形する。
この例では、プラグ係止爪151に撓み変形力を付与するため、ロック部材150を弾性変位可能な合成樹材料を用いて形成しているため、ロック部材150をコネクタプラグ3側に圧着させ、コネクタプラグ3をリセプタクル部R側のテーパ部75に圧着させる方向の力を付与する上述したようなZスプリングの如く、ロック部材150に一体的に設けることができない。
そこで、ロック部材150を付勢するZスプリング160は、ロック部材150とは別部材として形成されている。ここで用いられるZスプリング160は、図21に示すように、薄い金属性の板ばねに一対の切り起こし片161,162を設けたものであって、これら切り起こし片161,162の先端部をロック部材150の背面側に差し込んでロック部材150に連結される。ロック部材150に連結されたZスプリング160は、ロック部材150とともにリセプタクル7内に設けたロック部材収納部74されたとき、平板状の基板163の両端部をロック部材収納部74の底面側に設けた差込み溝164に差し込むことにより、リセプタクル7に取り付けられる。
なお、Zスプリング160の一対の切り起こし片161,162は、ロック部材150をコネクタプラグ3側に圧着させ、コネクタプラグ3をリセプタクル部R側のテーパ部75に圧着させる方向の力を付与させ得るように湾曲され、また、適宜の圧着力が得られるように湾曲の曲率も選択される。
このように構成された接続装置も、プラグ部Pをリセプタクル部Rに接続するには、前述した接続装置と同様に、つまみ部12を把持し、図20に示すように、コネクタプラグ3の先端側をリセプタクル部R側のプラグ挿入穴70に挿入する。
このとき、コネクタプラグ3側に取り付けられたプラグ移動範囲規制部材11がつまみ部12の収納凹部14の一側面14aに当接し、ロック解除部材4とコネクタプラグ3とが一体となって、図20中矢印G1方向の挿入方向に挿入されていく。
コネクタプラグ3の先端側をプラグ挿入穴70に挿入した状態から更にプラグ部Pをリセプタクル部R内に挿入していくと、ロック部材150に設けた押圧操作子52がロック解除部材4の外周面の最も高い位置、すなわち最も大径の部分に乗り上げ、ロック部材150は、図22A中矢印J1方向に回動されて挿入端側が持ち上げられ、プラグ係止爪151がコネクタプラグ3の係止爪係合溝31から離間した位置に移動される。
図22Aに示す状態から更にプラグ部Pをリセプタクル部R内に挿入すると、図22Bに示すように、押圧操作子52がカム溝40内に形成した傾斜面部41上に乗り上げ、プラグ係止爪151がコネクタプラグ3の外周面に当接してロック部材5を支持する。
プラグ部Pが図22Cに示す位置まで挿入されると、ロック部材ロック部材150は、プラグ係止爪151が設けられた側とは反対側の他端側が下がり、ロック部材収納部74の下面に当接する。このとき、ロック部材150は、回動ガイド部71に案内されて全体として図22C中矢印G2方向に移動しプラグ係止爪151をコネクタプラグ3の係止爪係合溝31に落ち込み易くする。
プラグ部Pがリセプタクル部Rに完全に挿入されると、図22Cに示すように、プラグ係止爪151がコネクタプラグ3の係止爪係合溝31に落ち込み、コネクタプラグ3の先端部のテーパ部35がプラグ挿入穴70に設けたテーパ部75に完全接触し、Zスプリング160の軸方向の付勢力、すなわち図22C中矢印G1方向の付勢力により、ロック部材150は回動ガイド部71に案内されて図22C中矢印G1方向に移動し、プラグ係止爪151を図22C中矢印L1方向に付勢してコネクタプラグ3を押圧する。
このように、挿入完了後もZスプリング160の付勢力により、プラグ係止爪151が図22C中矢印G1方向及び矢印L1方向にコネクタプラグ3をリセプタクル部R側のテーパ部75に押圧付勢するので、常にコネクタプラグ3のリセプタクル部Rに対する挿入位置を保持する。コネクタプラグ3が一定位置に保持されることから、プラグ部P側の光ファイバ1と電子機器側の光学素子8との相対位置が一定に維持され、正確な信号の授受を行うことができる。
上述のように、リセプタクル部Rに挿入されたプラグ部Pを抜き取るには、つまみ部12を把持し、つまみ部12とともにロック解除部材4を図23A中矢印G2方向の図中左方に引き抜く。ロック解除部材4が引き抜かれると、ロック部材150の押圧操作子52がカム溝40内の傾斜面部41上に乗り上げていく。このとき、ロック解除部材4がコネクタプラグ3に対し僅かに先行して23A中矢印G2方向に移動し、コネクタプラグ3側に取り付けられたプラグ移動範囲規制部材11がつまみ部12の収納凹部14の他側面14bに当接し、ロック解除部材4とコネクタプラグ3とが一体となって、図23A中矢印G2方向に移動の抜き取り方向に移動する。
ロック解除部材4が更に図23B中矢印G2方向に移動され、押圧操作子52がカム溝40の傾斜面部41で押し上げられ、ロック部材150が図23B中矢印J1方向に回動される。このとき、Zスプリング160は、押し縮められる。
ロック解除部材4が更に図23B中矢印G2方向に移動すると、押圧操作子52の押し上げ量は最大となり、ロック部材150が図23B中矢印J1方向に回動され、先端側のプラグ係止爪151をコネクタプラグ3から離間させた右上がりの姿勢となる。このとき、Zスプリング160は、最大に押し縮められている。コネクタプラグ3の係止爪係合溝31からプラグ係止爪151が退去して、コネクタプラグ3は、ロック解除部材4と共に図23B中矢印G2方向に移動する。
プラグ部Pを更に図23B中矢印G2方向のリセプタクル部Rから抜き取る方向に引き抜くと、ロック解除部材4及びコネクタプラグ3は、図23Cに示すように、ロック部材150に拘束されることなく自由に移動可能となる。このとき、ロック部材150は、Zスプリング160に押されてロック部材収納部74の下面に全面が当接した初期状態に戻る。
ところで、ここに示す接続装置は、プラグ部Pがリセプタクル部Rに挿入された状態で、つまみ部12が把持されることなく光ケーブル2に直接負荷かが加えられて引き抜きが行われたとしても、プラグ係止爪151が弾性変形することにより、光ケーブル2に加わる負荷を吸収することにより、ロック部材150等のコネクタプラグ3をロックする機構に大きな負荷が加わることを防止することができる。
そこで、光ケーブル2が引き抜き操作されたときの動作を以下に説明する。
プラグ部Pがリセプタクル部Rに挿入された状態で、光ケーブル2が図24A中矢印G2方向に引っ張られると、コネクタプラグ3がロック解除部材4とは独立して同方向に移動される。このとき。コネクタプラグ3の係止爪係合溝31に係合されているプラグ係止爪151が係止爪係合溝31の立ち上がり面31aに押圧されて図23B中矢印J1方向に撓み変形される。
このとき、コネクタプラグ3側に取り付けられたプラグ移動範囲規制部材11がつまみ部12の収納凹部14の一側面14aに当接し、ロック解除部材4とコネクタプラグ3とが一体となって、図24B中矢印G2方向の抜き取り方向に移動される状態になる。
ここから、更に光ケーブル2が引き抜き操作されと、コネクタプラグ3がプラグ係止爪151を撓ませながら図24C中矢印G2方向の抜き取り方向に移動されるとともに、ロック解除部材4も同方向に移動する。ロック解除部材4がコネクタプラグ3と一体に図24C中矢印G2方向の抜き取り方向に移動することにより、押圧操作子52をカム溝40の傾斜面部41上に押し上げ、ロック部材150を図24C中矢印J1方向に回動し、先端側のプラグ係止爪151をコネクタプラグ3から離脱させる。プラグ係止爪151がコネクタプラグ3の係止爪係合溝31が離脱されることにより、プラグ部Pのリセプタクル部R側へのロックが解除され、プラグ部Pのリセプタクル部Rからの抜き取りが可能な状態となる。
このように、光ケーブル2が引き抜き操作されても、その引き抜き力をロック部材150側のプラグ係止爪151の弾性変位によって吸収し、しかも、コネクタプラグ3のロックを解除してプラグ部Pのリセプタクル部Rからの抜き取りを可能とするので、誤操作が行われた場合であっても、安全にプラグ部Pのリセプタクル部Rからの引き抜きを行うことを可能とする。
更に、不用意なプラグ部Pの抜き取り操作が行われた場合であっても、ロック部材を含むコネクタプラグのロック機構等の損傷を防止し、プラグ部Pやリセプタクル部Rの保護を図ることができる接続装置の他の例を挙げて説明する。
以下に示す接続装置は、更にロック部材をそれぞれの機能を一層良好に実現し得るよう構成したものであって、コネクタプラグ3をロックするプラグ係止爪を設けた部分と、ロック解除部材4により操作される押圧操作子が設けられた部分とを独立に形成したものであり、更に、ロック部材を押圧付勢する付勢部材としてのZスプリングを独立に形成したものである。
このように各部材を独立に形成することにより、コネクタプラグのロック機構等の損傷を防止し、プラグ部Pのリセプタクル部Rに対する挿入位置を規制することができ、正確な信号の授受を実現できる接続装置を構成することができる。
以下に、各部材を独立に構成した接続装置を図面を参照して説明する。
なお、以下の説明では、上述した例と共通する部分には共通の符号を付与して詳細な説明は省略する。
ここに示す本発明に係る接続装置は、図25に示すように、コネクタプラグ3の係止爪係合溝31に係合してコネクタプラグ3をリセプタクル部Rに対する挿入位置にロックするプラグ係止爪251を先端側に設けたロック部材250と、このロック部材250をプラグ部Pの挿入に関連して移動操作する押圧操作子52を設けた移動制御部材255と、ロック部材250を付勢するZスプリング260をそれぞれ独立の部材として形成している。これら部材は、リセプタクル7に設けたロック部材収納部74に収納した状態に互いに関連され、上述した接続装置に設けられた一体のロック部材と同様の機能を実現する。
ここで、ロック部材250は、コネクタプラグ3の係止爪係合溝31に係合してコネクタプラグ3をリセプタクル部Rに対する挿入位置にロックするプラグ係止爪251を弾性変位可能となるように構成したものである。このロック部材250は、弾性変位可能な合成樹材料を用いて形成され、プラグ係止爪251を大きく湾曲した形状に形成している。大きく湾曲して形成されたプラグ係止爪251は、湾曲された方向に容易に撓み変形する。
なお、ロック部材250の両側には、図26に示すように、一対ずつのガイドピン266,267が突設されている。これらガイドピン266,267は、ロック部材収納部74の内壁に形成した回動ガイド溝268,269に係合されることにより、ロック部材250の回動方向をガイドするようにしている。
押圧操作子52を中央部に突設した移動制御部材255は、合成樹材料を用いて形成され、図25に示すように、ロック部材250に重ね合わせるようにしてロック部材収納部74に収納される。このとき、移動制御部材255は、押圧操作子52を第2の貫通孔77からプラグ挿入穴70内に突出させてロック部材収納部74に配設される。また、移動制御部材252は、基端部に設けた係止片252aをロック部材収納部74内に設けた係止溝74bに係止させて配設されることにより、ロック部材収納部74内での移動が規制された状態で配設されている。
ロック部材250を付勢するZスプリング260は、薄い金属性の板ばねに一対の切り起こし片261,262を設けたものであって、これら切り起こし片261,262の先端部をロック部材150の背面側に差し込んでロック部材250に連結される。ロック部材250に連結されたZスプリング260は、ロック部材250とともにリセプタクル7内に設けたロック部材収納部74されたとき、平板状の基板263の両端部をロック部材収納部74の底面側に設けた差し込み溝264に差し込むことにより、リセプタクル7に取り付けられる。
このように構成された接続装置も、プラグ部Pをリセプタクル部Rに接続するには、前述した接続装置と同様に、つまみ部12を把持し、図27Aに示すように、コネクタプラグ3の先端側をリセプタクル部R側のプラグ挿入穴70に挿入する。
このとき、図示はしなが、コネクタプラグ3側に取り付けられたプラグ移動範囲規制部材11がつまみ部12の収納凹部14の一側面14aに当接し、ロック解除部材4とコネクタプラグ3とが一体となって、図27A中矢印G1方向の挿入方向に挿入されていく。
コネクタプラグ3の先端側をプラグ挿入穴70に挿入した状態から更にプラグ部Pをリセプタクル部R内に挿入していくと、移動制御部材252に設けた押圧操作子52がロック解除部材4の外周面の最も高い位置、すなわち最も大径の部分に乗り上げ、移動制御部材252が係止溝74bに係止させた基端部側の係止片252aを支点にして図27B中矢印S1方向に回動される。移動制御部材252が回動操作されることにより、この移動制御部材252上に重ね合わせられたロック部材250も同方向の図27B中矢印S1方向に回動される。このとき、ロック部材250の先端側に設けたプラグ係止爪251がコネクタプラグ3の係止爪係合溝31から離間した位置に移動される。
図22Bに示す状態から更にプラグ部Pをリセプタクル部R内に挿入すると、図22Cに示すように、移動制御部材252に設けた押圧操作子52がカム溝40内に形成した傾斜面部41上に乗り上げ、プラグ係止爪251がコネクタプラグ3の外周面に当接してロック部材5を支持する。
プラグ部Pが図22Dに示す位置まで挿入されると、移動制御部材252とともにロック部材250は、プラグ係止爪251が設けられた側とは反対側の他端側が下がり、ロック部材収納部74の下面に当接する。このとき、ロック部材250は、回動ガイド部71に案内されて全体として図27D中矢印G2方向に移動しプラグ係止爪251をコネクタプラグ3の係止爪係合溝31に落ち込み易くする。
プラグ部Pがリセプタクル部Rに完全に挿入されると、図27Dに示すように、プラグ係止爪251がコネクタプラグ3の係止爪係合溝31に落ち込み、コネクタプラグ3の先端部のテーパ部35がプラグ挿入穴70に設けたテーパ部75に完全接触し、Zスプリング160の軸方向の付勢力、すなわち図22D中矢印G1方向の付勢力により、ロック部材250は回動ガイド部71に案内されて図27D中矢印G1方向に移動し、プラグ係止爪251を図27D中矢印T1方向に付勢してコネクタプラグ3を押圧する。
このように、挿入完了後もZスプリング260の付勢力により、プラグ係止爪251が図27D中矢印G1方向及び矢印T1方向にコネクタプラグ3をリセプタクル部R側のテーパ部75に押圧付勢するので、常にコネクタプラグ3のリセプタクル部Rに対する挿入位置を保持する。コネクタプラグ3が一定位置に保持されることから、プラグ部P側の光ファイバ1と電子機器側の光学素子8との相対位置が一定に維持され、正確な信号の授受を行うことができる。
上述のように、リセプタクル部Rに挿入されたプラグ部Pを抜き取るには、つまみ部12を把持し、つまみ部12とともにロック解除部材4を図28A中矢印G2方向の図中左方に引き抜く。ロック解除部材4が引き抜かれると、移動制御部材252の押圧操作子52がカム溝40内の傾斜面部41上に乗り上げていく。このとき、ロック解除部材4がコネクタプラグ3に対し僅かに先行して図28A中矢印G2方向に移動し、コネクタプラグ3側に取り付けられたプラグ移動範囲規制部材11がつまみ部12の収納凹部14の他側面14bに当接し、ロック解除部材4とコネクタプラグ3とが一体となって、図23A中矢印G2方向に移動の抜き取り方向に移動する。
ロック解除部材4が更に図28B中矢印G2方向に移動され、押圧操作子52がカム溝40の傾斜面部41で押し上げられ、移動制御部材252がロック部材250とともに図28B中矢印S1方向に回動される。このとき、Zスプリング260は、押し縮められる。
ロック解除部材4が更に図28B中矢印G2方向に移動すると、押圧操作子52の押し上げ量は最大となり、ロック部材250が移動制御部材252に押圧操作されて図28B中矢印S1方向に回動され、先端側のプラグ係止爪251をコネクタプラグ3から離間させた右上がりの姿勢となる。このとき、Zスプリング260は、最大に押し縮められている。コネクタプラグ3の係止爪係合溝31からプラグ係止爪251が退去して、コネクタプラグ3は、ロック解除部材4と共に図28B中矢印G2方向に移動する。
プラグ部Pを更に図28B中矢印G2方向のリセプタクル部Rから抜き取る方向に引き抜くと、ロック解除部材4及びコネクタプラグ3は、図28Cに示すように、ロック部材250に拘束されることなく自由に移動可能となる。このとき、ロック部材250は、移動制御部材252とともに、Zスプリング260に押されてロック部材収納部74の下面に全面が当接した初期状態に戻る。
ところで、ここに示す接続装置は、プラグ部Pがリセプタクル部Rに挿入された状態で、つまみ部12が把持されることなく光ケーブル2に直接負荷かが加えられて引き抜きが行われたとしても、プラグ係止爪251が弾性変形することにより、光ケーブル2に加わる負荷を吸収することにより、ロック部材250等のコネクタプラグ3をロックする機構に大きな負荷が加わることを防止することができる。
そこで、光ケーブル2が引き抜き操作されたときの動作を以下に説明する。
プラグ部Pがリセプタクル部Rに挿入された状態で、光ケーブル2が図29A中矢印G2方向に引っ張られると、コネクタプラグ3がロック解除部材4とは独立して同方向に移動される。このとき。コネクタプラグ3の係止爪係合溝31に係合されているプラグ係止爪251が係止爪係合溝31の立ち上がり面31aに押圧されて図29B中矢印J1方向に撓み変形される。
このとき、コネクタプラグ3側に取り付けられたプラグ移動範囲規制部材11がつまみ部12の収納凹部14の一側面14aに当接し、ロック解除部材4とコネクタプラグ3とが一体となって、図29B中矢印G2方向の抜き取り方向に移動される状態になる。
ここから、更に光ケーブル2が引き抜き操作されと、コネクタプラグ3がプラグ係止爪251を撓ませながら図29C中矢印G2方向の抜き取り方向に移動されるとともに、ロック解除部材4も同方向に移動する。ロック解除部材4がコネクタプラグ3と一体に図29C中矢印G2方向の抜き取り方向に移動することにより、移動制御部材252の押圧操作子52をカム溝40の傾斜面部41上に押し上げ、ロック部材150を図24C中矢印S1方向に回動させ、先端側のプラグ係止爪251をコネクタプラグ3から離脱させる。プラグ係止爪251がコネクタプラグ3の係止爪係合溝31が離脱されることにより、プラグ部Pのリセプタクル部R側へのロックが解除され、プラグ部Pのリセプタクル部Rからの抜き取りが可能な状態となる。
このように、光ケーブル2が引き抜き操作されても、その引き抜き力をロック部材250側のプラグ係止爪251の弾性変位によって吸収し、しかも、コネクタプラグ3のロックを解除してプラグ部Pのリセプタクル部Rからの抜き取りを可能とするので、誤操作が行われた場合であっても、安全にプラグ部Pのリセプタクル部Rからの引き抜きを行うことを可能とする。
産業上の利用可能性
上述したように、本発明に係る接続装置は、プラグ部のコネクタプラグをロック部材によりロックするとともに、ロック部材の回動操作をロック解除部材に設けたカム部に制御するようにしているので、ロック部材の回動支点を可動させることができ、ロック部材の先端に設けたプラグ係止爪をコネクタプラグに対しほぼ垂直に移動させて、コネクタプラグに設けた係合溝に係脱するように構成できるので、コネクタプラグを一定位置に確実に保持することができる。
また、ロック部材を付勢するばねに、ロック部材をケーブルの軸方向に直交する方向に付勢する付勢力と、ケーブルの軸方向若しくはケーブルの軸方向の斜め前方に付勢する力を発生させる付勢部材としてのZスプリングを用いることにより、コネクタプラグの先端側のテーパ部を、このテーパ部を受けるリセプタクル側のテーパ部に密着するように押圧できるので、コネクタプラグのリセプタクルに対する挿入位置を正確に位置決めすることができ、良好な伝送特性をもって信号の伝送を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
図1は、電子機器側に設置されたジャックと光ケーブルの端部に設けられたプラグを示す斜視図である。
図2A及び図2Bは、従来から用いられているプラグのロック機能付きの接続装置を示す断面図である。
図3は、従来の接続装置のロック機構の動作状態を示す側面図である。
図4は、本発明に係る接続装置の1例を示す分解斜視図である。
図5は、本発明に係る接続装置において、プラグ部のリセプタクル部への挿入状態を示す断面図であり、図6は、図5のVI−VI線断面図である。
図7は、本発明に係る接続装置を構成するZスプリングと一体成形されたロック部材を示す側面図である。
図8は、ロック部材をリセプタクルの収容部に収納した状態を示す側面図である。
図9A〜図9Fは、プラグ部をリセプタクル部に挿入するプロセスを示し、Zスプリングと一体成形されたロック部材の動作を示す側面図である。
図10A〜図10Eは、プラグ部をリセプタクル部から抜去するプロセスを示し、Zスプリングと一体に形成されたロック部材の動作を示す側面図である。
図11A及び図11Bは、本発明に係る接続装置に用いられるZスプリングを使用したロック部材の他の例を示すものであって、図11Aは、Zスプリングに負荷が加えられていない状態を示し、図11Bは、リセプタクルに収納されて圧縮された状態を示す側面図である。
図12A及び図12Bは、本発明に係る接続装置に用いられるZスプリングを使用したロック部材の更に他の例を示すものであって、図12Aは、Zスプリングに負荷が加えられていない状態を示し、図12Bは、リセプタクルに収納されて圧縮された状態を示す側面図である。
図13A及び図13Bは、本発明に係る接続装置に用いられるリング状のスプリングを使用したロック部材の例を示すものであって、図13Aは、スプリングに負荷が加えられていない状態を示し、図13Bは、リセプタクルに収納されて圧縮された状態を示す側面図である。
図14は、ロック部材の他の例を示す部分斜視図である。
図15は、ロック部材の動作経路を指定するロック部材ガイドピン付のロック部材を備えた接続装置を示す断面図であり、図16は、図15のXVI−XVI線断面図である。
図17A〜図17Cは、プラグ部をリセプタクル部に対し挿入するときのクリック感を強調するガイドボールを使用したロック部材のプラグ部挿入時の動作ステップを示す側面図である。
図18A〜図18Cは、リセプタクル部に挿入したプラグ部を抜き取る動作ステップを示す側面図である。
図19は、プラグ部のリセプタクル部への挿脱時にクリック感を付与するプラグ挿入検出スイッチを備えた接続装置を示す断面図である。
図20は、本発明に係る接続装置の更に他の例の要部を示す側面図である。
図21は、ロック部材を付勢するZスプリングを示す斜視図である。
図22A〜図22Cは、プラグ部をリセプタクル部に挿入していく状態を示す側面部である。
図23A〜図23Cは、リセプタクル部に挿入したプラグ部を抜き取る状態を示す側面図である。
図24A〜図24Cは、光ケーブルを把持してプラグ部が引き抜かれる状態を示す側面図である。
図25は、本発明に係る接続装置の更に他の例を示す側断面図である。
図26は、図25に示す接続装置の正面図である。
図27A〜図27Dは、プラグ部をリセプタクル部に挿入していく状態を示す側面部である。
図28A〜図28Cは、リセプタクル部に挿入したプラグ部を抜き取る状態を示す側面図である。
図29A〜図29Cは、光ケーブルを把持してプラグ部が引き抜かれる状態を示す側面図である。
本発明は、電子機器と信号ケーブルとを接続するための接続装置に関し、特に、接続プラグと接続ジャックとを備え、接続プラグを接続ジャックに挿入することにより電子機器に対する信号ケーブルの接続を図る接続装置に関する。
背景技術
従来、複数の電子機器間を信号授受を可能な状態に接続する場合には、専用の信号ケーブルが用いられ、信号ケーブルと電子機器との間の接続にはコネクタが利用されている。この種の接続装置は、例えば、通常、信号ケーブルの端部に取り付けられているプラグ又はジャックを、機器側に設けられているジャック又はプラグに差し込むことで、信号ケーブルと電子機器間の接続を行う。
また、近年、各種電子機器の接続に用いられる信号ケーブルは、従来からよく知られている電気信号ケーブルばかりでなく、例えば光を利用して情報伝送を行う光信号ケーブル等も利用されている。
光を利用して電子機器間で情報伝送を行う機器として、欧州特許出願公開0430107A2に記載されたものがある。また、接続プラグと接続ジャックとを容易に接続でき、また簡単に取り外すことを可能とした接続装置として、米国特許明細書第4,540,236号に記載されたものがある。
ここで、光信号ケーブルを用いて電子機器間で情報伝送を行うために用いられる接続装置の例を挙げて説明する。
この接続装置は、図1に示すように、電子機器105側にジャック103が設置され、このジャック103に挿入嵌合されるプラグ102が光ケーブル104の両端に取り付けられている。
プラグ102がジャック103の受け穴に挿入されると、プラグ102の中心に設けた光ケーブル104の心線106が電子機器105内に設けた光学素子100と対向する。電子機器105内に設置されたジャックは、リセプタクルと称される。
プラグとリセプタクルの構造を模式的な断面図として示した図2A及び図2Bを参照して、一般的な結合状態を説明する。
図2Aに示すプラグ102は、複数の電子機器105間を接続する信号ケーブルである光ケーブル104の先端に取り付けられ、光ファイバの心線106を中心軸心に保持したほぼ円筒形のプラグ本体111と、プラグ本体111の外周側に、プラグ本体111の軸方向に移動可能に嵌合されたロック解除部材121とを備える。これらプラグ本体111とロック解除部材121は、プラグ本体111の外周面に突設したリング状の係止片114が空隙部122内にあって、この空隙部122内の空間の範囲でプラグ102の軸方向に相互に移動可能となされている。
機器側に設置されたジャック103は、中心部にプラグ本体111の先端部に形成したテーパ部111aに適合するテーパ孔136を穿ち、挿入されたプラグ102の中心に設けた心線106と機器内に設置された光学素子100が一定の位置を維持し、一定の間隔を保持した状態で対向するように配置されている。
ジャック103の内部には、ジャック103に挿入されたプラグ102を保持するための複数個のロック部材131が収納されている。ロック部材131は、支点部135を介してジャック103内に支持され、支点部135を中心にしてプラグ102の挿入方向と直交する方向に回動可能に支持されている。このロック部材131は、中央部に押圧操作子134が突設され、図2A及び図2B中右端にジャック103に挿入されるプラグ102側に向かって突出するプラグ係止爪133が形成されている。
この例のプラグ102は、プラグ本体111に対し移動可能なロック解除部材121を手で持ってジャック103に挿入されるので、ジャック103の途中まで挿入した状態では、図2Bに示すように、ロック解除部材121が、その内部に突設した当接片127をプラグ本体111側の係止片114に当接させた状態にある。すなわち、ロック解除部材121は、プラグ本体111に対し相対的に図2B中右方に移動された状態にある。
そして、プラグ102が更にジャック103内に挿入され、プラグ本体111の先端に形成したテーパ部111aがジャック103の中心に設けたテーパ孔136に挿入嵌合することにより、心線106と機器内に設置された光学素子100との中心が一致する状態となってプラグ102のジャック103への挿入が完了する。
ジャック103側に設けたロック部材131は、プラグ102の挿入により、押圧操作子134がロック解除部材121により押圧操作され、図2Bに示すように、支点部135を中心にして先端側のプラグ係止爪133が挿入されるプラグ本体111から離間される方向に回動される。
プラグ102が更にジャック103内に挿入され、ジャック103に完全に挿入されると、ロック部材131は、挿入されるプラグ102側に回動復帰し、プラグ係止爪133をプラグ本体111の先端部に形成した係合溝124に係合させ、押圧操作子134をプラグ本体111の中途部に形成したカム溝123に係合させる。
プラグ係止爪133は、係合溝124に係合することによってプラグ本体111を挟持し、プラグ本体111のジャック103に対する挿入位置を保持し、外部から光ケーブル104に張力が印加された際のプラグ102の抜け止めを図る。
次に、プラグ102をジャック103から抜き去る際には、ロック解除部材121を光ケーブル104の軸方向に沿って図2A及び図2B中左向きに移動させる。ロック解除部材121が図2A及び図2B中左向きに移動すると、ロック部材131の中途部に設けた押圧操作子134がカム溝123にガイドされてロック解除部材121の外周面側に移動し、ロック部材131は、支点部135を中心としてプラグ係止爪133をプラグ本体111から離間させる方向に回動され、プラグ本体111に対するロックを解除する。
プラグ102とジャック103の接合部は、光ケーブル104側の心線106と機器内部の光学素子100の光学的な接続部分となり、プラグ102の挿入により、プラグ102側の光ケーブル104の心線106は機器側の光学素子100と対向する。接続部の伝達損失を少なくするには、光ケーブル104と光学素子100の軸心を高精度に一致させ、光学素子100と光ケーブル104の先端端面間の距離を一定に維持する必要である。
上述したロック部材131のプラグ係止爪133によるプラグ本体111の係合保持の構成は、プラグ102とジャック103との接続後の光ケーブル104の端面の移動を防ぎ、光ケーブル104の伝達特性を最良にすることを目的として備えるものである。
ここで、ロック部材131の支点部135の位置は、構造的にジャック103の軸心である光学素子100の中心からある程度離れざるを得ない。この状態を略図として示した図3に示すように、支点部135を回転中心としてロック部材131が回転するため、プラグ係止爪133は、図3中矢印Xで示す軌跡に沿って運動する。プラグ係止爪133の先端部は、プラグ本体111との干渉を避けるため緩やかな円弧面とされている。従って、外力によりプラグ102とジャック103の接合部であるテーパ部分にある程度の弛みが発生し易く、外部からの張力の変化によって光学素子100と光ケーブル104との間隔の変動や軸心のズレが起こる可能性がある。更に、光ケーブルに大きな外力が加わることにより、プラグ102がジャック103から脱落してしまうこともある。
ところで、一般に電子機器側に設けられているコネクタは、電子機器の体裁という観点からユーザから見えにくい位置、例えば機器の背面側に配置されていることが多い。このため、コネクタの抜き差しは簡単に行うことができることが望ましい。抜き差しの動作に加えて、固定するための動作をつけ加えることはユーザから歓迎されるものではない。
一方、情報機器の普及に伴い、複数の電子機器が光ケーブル等の信号ケーブルによって接続された状態で使用されている。この場合、機器同士の接続には多数の信号ケーブルが用いられるため、例えばこれら多数の信号ケーブルの内、一本の信号ケーブルが何らかの要因によって外れたときは、その信号ケーブルの探索が困難になりつつある。このため、プラグとジャックによる接続部は、信号ケーブルに或る程度の張力が加わっても外れないような構造であることが求められている。
上述した接続装置は、光ケーブルの端面のジャック側の光学素子に対する軸心方向の距離も変動し易く、信号伝達特性の変動も無視できず特性上の問題も生じている。
発明の開示
本発明は、上述したような実情に鑑みて提案されたものであり、信号ケーブルの電子機器に対する接続状態を確実に維持することができる接続装置を提供することを目的とする。
更に、本発明は、接続プラグのジャックに対する接続位置を正確に保持し、良好な信号伝達特性を維持することができる接続装置を提供することを目的とする。
上述のような目的を達成するために提案される本発明に係る接続装置は、信号ケーブルの端部に設けられたコネクタプラグを有し、コネクタプラグの外周面にケーブルの軸方向に移動可能に支持され、つまみ部が取り付けられたロック解除部材とからなるプラグ部と、プラグ部が挿脱可能とされるリセプタクル部とを備え、リセプタクル部内に収容され、コネクタプラグと係合してプラグ部の抜去をロックするロック部材を、ロック解除部材の外周面に設けたカム部を介して、ロック解除部材のケーブルの軸方向の動きにより制御する。
ここで用いるロック部材は、ロック解除部材がケーブルの軸方向の動きにより回動制御される際、回動支点位置が移動可能となされてリセプタクル部に設けられたロック部材収納部内に収容されている。
コネクタプラグをロックするロック部材は、ケーブルの軸方向に平行な方向の付勢力及びケーブルの軸方向に垂直な方向の付勢力を与える弾性部材による付勢される。
ロック部材を付勢する弾性部材には、ロック部材と一体成形された、板状のZスプリングが用いられる。
また、弾性部材は、薄板を折り曲げてZ状に形成したZスプリングを用いることもできる。
プラグ部を構成するコネクタプラグは、先端側にリセプタクル部に設けられる受け側のテーパ部に係合するテーパ部が設けられている。
ロック部材は、先端側にコネクタプラグに係合するプラグ係止爪を設け、プラグ係止爪を弾性変位可能としている。
ここで信号ケーブルには、光ケーブルが用いられる。
本発明の更に他の目的、本発明によって得られる利点は、以下に図面を参照して説明される具体的な構成により一層明らかにされるであろう。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明に係る接続装置の実施の形態を図面を参照を更に具体的に説明する。
本発明に係る接続装置は、図4に示すように、プラグ部Pとその受け器であるリセプタクル部Rから構成される。
プラグ部Pは、例えば光信号を伝送することができる光ケーブル2の端部に取り付けられ、リセプタクル部Rは電子機器の例えば背面側等のパネル13に取り付けられる。
このような接続装置は、プラグ部Pをリセプタクル部Rの前面側の中央部に設けたプラグ挿入穴70に図4中矢印矢印C方向に挿入することにより、プラグ部Pの先端に露出している光ケーブル2のケーブル心線である光ファイバ1と機器内に配置された光学素子1aとが光学的に接続される。なお、機器内に光学素子1aに代えて光ファイバを配置し、プラグ部P側の光ファイバ1との間で信号の授受を行うようにしてもよい。
本発明に係る接続装置を構成するプラグ部Pは、次のように構成されている。このプラグ部Pは、ほぼ円筒状のコネクタプラグ3の中心に、コネクタプラグ3と同心に光ファイバ1と光ケーブル2を保持し、図4及び図5中左方に位置にする基端部側に、円環状のプラグ移動範囲規制部材11を取り付けている。光ケーブル2とプラグ移動範囲規制部材11は、釘状のケーブル止め具10によりコネクタプラグ3に一体的に固定されている。
コネクタプラグ3の外周側には、プラグ部Pがリセプタクル部Rに挿入されたとき、プラグ部Pをリセプタクル部Rにロックするロック機構のロックを解除させるロック解除部材4が移動可能に取り付けられている。ロック解除部材4は、円筒状に形成され、図4及び図5中右方の先端部には、先端先細り状をなすテーパ部4aが形成され、先端側の中途部には、円環状のカム溝40が形成されている。このカム溝40は、ロック解除部材4の先端側の立ち上がり面を傾斜面部41としている。ロック解除部材4の中止に形成される貫通孔は、この貫通穴に挿入されるコネクタプラグ3が自由に移動可能な径をもって形成されている。
ロック解除部材4の基端部には、このロック解除部材4を操作し、リセプタクル部Rにプラグ部Pを挿入する際にプラグ部Pを把持するために用いるつまみ部12が取り付けられている。このつまみ部12は、円筒状に形成され、先端側の内周面に形成したねじ部12aをロック解除部材4の基端部側の外周面に形成したねじ部に螺合することによって、ロック解除部材4に一体的に取り付けられる。
なお、つまみ部12の基端部側の内周部には、プラグ移動範囲規制部材11を収納する収納凹部14が形成されている。この収納凹部14は、コネクタプラグ3に対し移動可能に取り付けられたロック解除部材4を一定範囲で移動を許容する長さをもって形成されている。すなわち、ロック解除部材4は、このロック解除部材4に一体的に取り付けられたつまみ部12とともに、収納凹部14の範囲で図5中矢印D1方向又は矢印D2方向に移動可能とされている。
なお、以下の説明において、図4中矢印C方向を「ケーブルの軸方向」と称し、矢印C方向に垂直な方向を「ケーブルの軸と垂直方向」と称することがある。
なお、プラグ部Pを摘んでリセプタクル部Rに対する挿入操作する際の滑り止めを図るため、つまみ部12の外周面には多数の凹凸の形状を付してもよい。
次に、本発明に接続装置を構成するリセプタクル部Rを説明する。
リセプタクル部Rは、プラスチックで一体成形された左右対称の一対のリセプタクルハーフ7R、7Lを、図4中矢印A方向に突き合わせ結合して構成したリセプタクル7を備えている、
ない、リセプタクル7は、このリセプタクル7に挿入されるプラグ部Pの挿入方向を中心にして分割されればよく、プラグ部Pのケーブル軸心を通る垂直面での分割方法は、リセプタクル7の内部構造に応じて適宜選択されるものである。
リセプタクル部Rを構成するリセプタクル7は、左右のリセプタクルハーフ7R、7Lを接合状態で、中心にプラグ部Pの挿入されるプラグ挿入穴70が形成されている。プラグ挿入穴70のプラグ部Pの挿入側の先端部には、プラグ部Pのコネクタプラグ3の先端部に形成した先端先細り状のテーパ部35が嵌合するこのテーパ部35とは逆向きの受け側テーパ部75が形成されている。このように、コネクタプラグ3側及びリセプタクル7のプラグ挿入穴70側のそれぞれに相対嵌合するテーパ部35,75を設けることにより、コネクタプラグ3の中心をプラグ挿入穴70の中心に正確に一致させてプラグ部Pをリセプタクル部Rに接続することができる。
リセプタクル7内には、プラグ挿入穴70を中心にして上下の相対向する位置にロック部材収納部74を構成する空間が形成されている。ロック部材収納部74は、プラグ挿入穴70に第1及び第2の貫通孔76,77を介して連通している。
リセプタクル7内に設けられた一対のロック部材収納部74,74には、図5及び図6に示すように、それぞれZスプリング6付のロック部材5が収納配設されている。ロック部材収納部74に収納されたロック部材5は、先端側に設けたプラグ係止爪51を第1の貫通孔76を介してプラグ挿入穴70内に突出させ、中途部に設けたは押圧操作子52を第2の貫通孔77を介してプラグ挿入穴70内に突出させている。このようにロック部材収納部74に収納配設された各ロック部材5,5は、プラグ挿入穴70にプラグ部Pが挿入されると、図5に示すように、先端側に設けたプラグ係止爪51が第1の貫通孔76からプラグ挿入穴70内に突出してコネクタプラグ3の先端側の外周面に形成した係止爪係合溝31に係合し、押圧操作子52が第2の貫通孔77からプラグ挿入穴70内に突出してロック解除部材4に設けたカム溝40に係合する。
リセプタクル7が配設される電子機器側のパネル13には、図4中一点鎖線で示すような円形の抜き孔13aが設けられている。この抜き孔13aには、リセプタクル7の前面側の中央部に設けたリング状の嵌合突起7aが嵌合される。図4に示す分解斜視図では、パネル13はリセプタクルハーフ7Rの前面部のみが示されている。図示はしないが、リセプタクル7は、例えば、取付け用ビスをパネル13に設けられた取付け穴に挿通し、リセプタクル7の前面に設けたねじ穴にねじ込む等の手段でパネル13の所定位置に固定される。
リセプタクル部Rに挿入されたプラグ部Pを挿入位置に保持するために用いられるロック部材5は、一例として、プラスチック等でZスプリング6と一体に成形される。このロック部材5は、図4中矢印B方向からリセプタクル7の上下に2ヶ所設けられたほぼ長方形の空所であるロック部材収納部74内に収容される。この際、Zスプリング6は、後述するように、外力によって押し縮められ、ロック部材5にケーブルの軸方向及びケーブルの軸方向に垂直の2方向の力を発生する。
リセプタクル部R側に設けられるプラグ部Pを一定の挿入位置にロックするロック部材5を図7及び図8を参照して更に詳細に説明する。
ロック部材5は、Zスプリング6に外力が付与されていない解放状態であって、ロック部材収納部74内に収容された状態では、図7及び図8に示すような状態にある。
ロック部材5は、図4中矢印W1で示す幅をもった長方形の平板状に形成され、その一端側に垂直に近く折り曲げるようにしてプラグ係止爪51を形成し、ほぼ中央に幅W1に相当する長さの突条の押圧操作子52を形成し、側面から見てほぼF字状をなすように形成されている。
なお、プラグ係止爪51は、コネクタプラグ3の先端部側の外周面にリング状の溝部として形成された係止爪係合溝31との係合を確実にするため、図4及び図5に示すように、先端部に中央部を円弧状に窪ませた窪み部51aを形成しているが、先端部は円弧を設けずに直線のままとしてもよい。同様に押圧操作子52の先端部も図示するように直線でなく、中央部を円弧状に窪ませてもよい。
上述のように一定の長さを有するレバーとして形成され、レバー本体の一端側に垂直に立ち上がるようにプラグ係止爪を設け、レバー本体の中途部に突条の押圧操作子を設けたロック部材5の如きレバーは、一般にプラグ係止爪を設けた一端側とは反対側の他端側が固定され、この固定された位置を支点として回転自在に支持されるのが普通であるが、本発明に用いられるロック部材5の如くロック部材収納部74に収納された場合には、ロック部材5の支点を一点に規制する部材がロック部材収納部74側に設けられていない。そのため、ロック部材収納部74に収納されたロック部材5は、プラグ係止爪51が設けられた側とは反対側の他端側は、可動支点として、ロック部材収納部74内で上下方向や左右方向に動くことができる。このようなロック部材5の移動を規制するため。ロック部材収納部74内には、図5に示すように、ロック部材5の支点となる他端側の移動を規制する可動範囲規制部72や、他端側の支点を中心に回動したときのプラグ係止爪51の回動方向をガイドする回動ガイド部71が設けられている。これ可動範囲規制部72及び回動ガイド部71は、ロック部材収納部74の内周面の一部をもって形成される。
なお、リセプタクル7内に形成されるロック部材収納部74は、図6に示すように、その幅W2をロック部材5の幅W1より大きくされ、幅方向の接触によりロック部材5の回動とZスプリング6の運動が妨げられることが防止される。
ロック部材5に設けられる押圧操作子52は、後に詳細を説明するが、ロック解除部材4の先端側に設けたテーパ部4aとカム溝40内の傾斜面部41で構成されるカム機構のカムホロワーとして機能してロック部材5を回動操作する。ロック部材5に設けられたプラグ係止爪51は、コネクタプラグ3に設けた係止爪係合溝31に係合したとき、コネクタプラグ3をリセプタクル7側に押圧するように機能する。
次に、ロック部材5に一体的に取り付けられたZスプリング6の形状及び機能を図4、図7及び図8を参照して説明する。
ロック部材5と一体的に形成されたZスプリング6は、短い支柱62の両端に、やや肉薄の半円形状のばね部61を形成した形状とされ、この半円形状のばね部61の他端は、それぞれ、リセプタクル7により保持される長方形の薄板63及びロック部材5に接続され一体とされている。
ロック部材5の幅W1と上記薄板63、ばね部61及び支柱62の幅も同一の幅とされている。
なお、支柱62は、必ずしも必要でなく、1個のばね部61の両端が薄板63及びロック部材5に接続されるように構成してもよい。
Zスプリング6の1組のばね部61,61は、薄板63の一端とロック部材5の中央付近に接続され、他の1組のばね部61,61は、薄板63の中央部とロック部材5の支点部55の近傍に接続され、2個のZスプリング6,6は互いに平行とされ、また、薄板63とロック部材5もほぼ平行に保たれ、2個のZスプリング6,6と、薄板63とロック部材5でほぼ平行四辺形を構成している。
ロック部材5とZスプリング6を、図4に示すように、矢印B方向からリセプタクル7のロック部材収納部74に収容する際、Zスプリング6は、図8に示すように、ロック部材5と構成する平行四辺形が上下に偏平になるように圧縮される。この状態で、Zスプリング6は、薄板63とロック部材5に対して図7及び図8中矢印F方向に回動させるように押圧され、ロック部材5に対しケーブルの軸心に垂直な方向の力とケーブルの軸心と平行な方向の力を付与する。
すなわち、Zスプリング6,6は、ばねの回転角の変化により付勢される1種のねじりばねと同じ動作をする。
本発明に係る接続装置において、プラグ部Pがリセプタクル部Rに挿入されると、図5及び図8に示すように、コネクタプラグ3の先端部に形成したテーパ部35が、リセプタクル7のプラグ挿入穴70側に設けたテーパ部75に相対嵌合することにより、コネクタプラグ3の中心をプラグ挿入穴70の中心に正確に一致させてプラグ部Pをリセプタクル部Rに接続することができる。
このとき、ロック部材5のプラグ係止爪51は、コネクタプラグ3の係止爪係合溝31に係合してコネクタプラグ3を図8中矢印G1方向の右方に押す。また、押圧操作子52は、ロック解除部材4のカム溝40に係合している。
プラグ部Pをリセプタクル部Rに対し挿入する過程の詳細を図9A〜図9Fを参照して説明する。
図9A〜図9Fの各図は、リセプタクル7の上半部とプラグ部Pのコネクタプラグ3とロック解除部材4の上半分を図5と同様な断面として示し、プラグ部Pの挿入位置に応じたステップ順にロック部材5の状態を模式的に示している。
プラグ部Pをリセプタクル部Rに挿入するには、つまみ部12を手指により把持し、図9Aに示すように、プラグ部Pのコネクタプラグ3をロック解除部材4とともにプラグ挿入穴70に挿入する。プラグ部Pをリセプタクル部Rのプラグ挿入穴70に挿入する前は、ロック部材5はZスプリング6に押されてロック部材収納部74の下面に全面が当接している。
プラグ部Pがリセプタクル部Rに挿入されると、図9Aに示すように、ロック解除部材4の挿入端側に形成したテーパ部4aが押圧操作子52に当接する。
更に、プラグ部Pが図9A中矢印G1方向に挿入されると、図9Bに示すように、ロック解除部材4の先端部のテーパ部4aが押圧操作子52を図9B中矢印H1方向の上に押し上げる。
ロック部材5のプラグ係止爪51が設けられた側とは反対側の他端部は、可動範囲規制部72の下端に当接し、この位置を支点としてロック部材5を回動させ、図9Bに示すように、ほぼ水平の姿勢とする。
コネクタプラグ3は、先端側のテーパ部35の上部にプラグ係止爪51が位置するまでプラグ挿入穴70内に進入できる。
プラグ部Pがリセプタクル部Rに更に挿入され、図9Cに示す状態になると、押圧操作子52がロック解除部材4の外周面の最も高い位置、すなわち最も大径の部分に乗り上げ、ロック部材5は、可動範囲規制部72の下端に当接した支点部55を中心に図9C中矢印J1方向に回動されて挿入端側が持ち上げられ、プラグ係止爪51がコネクタプラグ3の係止爪係合溝31から離脱される。
更にプラグ部Pがリセプタクル部R内に挿入されると、図9Dに示すように、押圧操作子52がカム溝40内に形成した傾斜面部41上に乗り上げ、プラグ係止爪51がコネクタプラグ3の外周面に当接してロック部材5を支持する。ロック部材5は、図9D中の左側の他端側が下がった姿勢をとる。
プラグ部Pが図9Eまで挿入されると、ロック部材5は他端側が下がり、ロック部材収納部74の下面に当接する。押圧操作子52とカム溝40の傾斜面部41が当接してロック部材5を支持している。ロック部材5は、回動ガイド部71に案内されて全体として図9E中矢印G2方向に移動しプラグ係止爪51をコネクタプラグ3の係止爪係合溝31に落ち込み易くする。
図9Fは、プラグ部Pを完全にリセプタクル部Rに挿入させた状態を示し、プラグ係止爪51がコネクタプラグ3の係止爪係合溝31に落ち込み、コネクタプラグ3の先端部のテーパ部35がプラグ挿入穴70に設けたテーパ部75に完全接触し、Zスプリング6の軸方向の付勢力、すなわち図9F中矢印G1方向の付勢力により、ロック部材5は回動ガイド部71に案内されて図9F中矢印G1方向に移動し、プラグ係止爪51が同方向の図9E中右方にコネクタプラグ3を押圧する。
このように、挿入完了後もZスプリング6の付勢力により、プラグ係止爪51が図9F中矢印G1方向の右方向にコネクタプラグ3を押圧し、常にコネクタプラグ3の位置を保持して光ファイバを所定位置に維持することができる。
次に、リセプタクル部Rに挿入されたプラグ部Pを抜き去る動作のステップを図10A〜図10Eを参照して説明する。図10A〜図10Eは、図9A〜図9Fと同様の方向から見た図であり、抜去ステップ1〜5を示している。
プラグ部Pをリセプタクル部Rから抜き取るには、図10Aに示すように、つまみ部12を把持し、つまみ部12とともにロック解除部材4を図10A中矢印G2方向の図中左方に引き抜く。ロック解除部材4が引き抜かれると、ロック部材5の押圧操作子52がカム溝40内の傾斜面部41上に乗り上げていく。
ロック解除部材4が更に図10B中矢印G2方向に移動され、押圧操作子52がカム溝40の傾斜面部41で押し上げられ、ロック部材5の図中左端側の他端部が可動範囲規制部72の下端に当接し、この位置を支点としてロック部材5を回転させ、ほぼ水平の姿勢とする。Zスプリング6は、やや、押し縮められている。
このとき、ロック部材5は、ほぼ垂直に上方の図10B中矢印H1方向に移動する。プラグ係止爪51もほぼ垂直に移動して、コネクタプラグ3の係止爪係合溝31から離脱する。
従って、コネクタプラグ3の係止爪係合溝31の立ち上がり面の角度は軸方向に対して直角に近い急角度にすることができる。
ロック解除部材4が更に図10B中矢印G2方向に移動されと、押圧操作子52の押し上げ量は最大となり、図10Cに示すように、ロック部材5の他端部側の左端が可動範囲規制部72の下端に当接したまま、この位置を支点としてロック部材5が回転し、先端側のプラグ係止爪51をコネクタプラグ3から離間させた右上がりの姿勢となる。このとき、Zスプリング6は、図10Cに示すように、最大に押し縮められている。コネクタプラグ3の係止爪係合溝31からプラグ係止爪51が退去して、コネクタプラグ3は、ロック解除部材4と共に図10C中矢印G2方向に移動する。
プラグ部Pを更に図10C中矢印G2方向のリセプタクル部Rから抜き取る方向に引き抜くと、押圧操作子52は図10Dに示すように、コネクタプラグ3に下降し、ロック部材5の他端部も下降して、可動範囲規制部72の下端から離脱する。この図10Dに示すステップでは、コネクタプラグ3は、ロック解除部材4に従って大きな負荷を受けることなく図10D中矢印G2方向に自由に移動可能となる。
プラグ部Pを更に図10E中矢印G2方向に抜き取ると、ロック解除部材4及びコネクタプラグ3は、ロック部材5に拘束されることなく自由に移動可能となる。
ロック部材5は、Zスプリング6,6に押されてロック部材収納部74の下面に全面が当接し、先に説明した図9Aに示す初期状態に戻る。
上述したプラグ部Pのリセプタクル部Rに対する挿入、抜去の各ステップで、ロック部材5は、ロック解除部材4のケーブル軸線方向の移動により駆動され、可動範囲規制部72と回動ガイド部71に案内されて、その姿勢をステップ毎に変化させる。このとき、ロック部材5のプラグ係止爪51が設けられた側とは反対側の他端部側の支点部55はその位置を上下左右に移動させる。すなわち、支点が一点に限定されず、或る範囲自由に移動できるのが、本ロック部材5の動作上の特徴である。
次に、本発明に係る接続装置を構成するZスプリング6の他の例を図11〜図14を参照して説明する。図11A、図11B及び図12A、図12Bは、先の図9〜図10に示したと同様な描き方で3種のZスプリングを示し、外力無しの自由形状とリセプタクル収容時の圧縮された形態を示している。
図11A及び図11Bに示すZスプリング6aは、先に説明した2個使用の場合と同様の、短い支柱62の両端に、やや肉薄の半円形状のばね部61を形成したZスプリング6aを1個だけ使用したもので、半円形状のばね部61の他端は、それぞれ、薄板63a及びロック部材5aに接続され、一体とされている。ねじりばねとして機能し、ロック部材5aをケーブル軸心に対して垂直及び水平な方に力を及ぼす。
このように、Zスプリング6aは、1個でもよく、また、3個以上の使用も可能である。ばね部の強さや支点位置を変更すれば、ロック部材55aに働く図11B中に矢印で示す水平方向及び垂直方向に付与される力の比を任意に選ぶことができる。
図12A及び図12Bは、成形品のロック部材5bとは別部品として、例えば、金属等の薄板でZスプリングを形成したもので、主に中央部の斜めの部位でねじりばねの作用をなす。単純な長方形の部材をZ型に折り曲げるのみでばねとなり、下部の一端を曲げてロック部材5bと結合する等、安価に加工できるZスプリングが得られる。
Zスプリングの代わりに、図13A及び図13Bに示すOリング状のスプリング6cの使用も可能である。薄肉の円筒状の部材を半径方向に圧縮してほぼ楕円状としてばねとするもので、楕円の長径方向の肉厚を変えたり、予め変形させて使用する場合もある。
1例として、図14に示すロック部材5cの幅方向に平行に可動ピン19を設けたロック部材5cを使用する。リセプタクル7cのロック部材収納部74内の所定位置に上記可動ピン19と並行する固定ピン18を設け、Oリング状のスプリング6cの装着時はスプリング6cの内側の中空部に固定ピン18と可動ピン19を配置する。
なお、図13A及び図13Bに示すリセプタクル7cには、ガイドボール収納部78内のロック部材ガイドボール20が示されているが、この動作については後述する。
Oリング状のスプリング6cの装着時は、スプリング圧縮によるほぼケーブルの軸に垂直方向の力がロック部材5cに印加されている。
図13Aに示す、ロック部材5cが最もコネクタプラグ3に近接した位置である最低の位置にあるとき、リング状のスプリング6cの圧縮量は最小で、楕円の長径も最小となる。可動ピン19は、楕円の中心に向かう図13A中矢印K1方向の力を受け、そのケーブルの軸方向の水平分力が同図中右方向の力としてロック部材5cに印加される。
プラグ部Pの挿入又は抜去のステップで、図13Bに示すように、ロック部材5cがコネクタプラグ3から最も離間した最上位置になると、リング状のスプリング6cは極度に圧縮され、楕円の長径も最長となる。固定ピン18と可動ピン19の外形部の距離より楕円の長径が長いと、リング状のスプリング6cから可動ピン19に働く力は消滅する。
このように、プラグ部Pの挿入又は抜去中は水平分力が減少又は消滅し、特にコネクタプラグ3とリセプタクル7cのテーパ部35,75の密着が要求されるプラグ部Pの挿入完了時に強い水平分力が得られるのは好都合である。
上述したように、本発明に係る接続装置を構成するロック部材は、プラグ部Pの挿入又は抜去のステップ毎に、上下左右に揺動を繰り返し、その動作も或る定まった順番に繰り返され、いわばヒステリシス特性をもつといえる。この揺動が主にリセプタクルに一体に設けられた可動範囲規制部72と回動ガイド部71の案内により行われることは既に述べた。
同様のヒステリシス特性は、例えば、図15及び図16に示す機構でも達成できる。
ここで使用されるロック部材5dは、プラグ係止爪51が設けられた先端側に近いプラグ係止爪51の根元付近の両側面に、ロック部材ガイドピン15を一体に形成したものである。
リセプタクル7dの上下のロック部材収納部74dの両側壁に計4ヶ所、ほぼO形の閉じた経路をもつ窪んだロック部材ガイド溝16が彫り込まれており、ロック部材ガイドピン15がこのロック部材ガイド溝16に係合して案内される。
プラグ部の挿入又は抜去に際し、ロック部材ガイドピン15がロック部材ガイド溝16を一周することにより、ロック部材5は所定の揺動を行うことができる。なお、ロック部材収納部74dの図15中右側部は拡大されて、ロック部材の動きを妨げないようにされている。
また、上述のヒステリシス特性は、図17A〜図17C及び図18A〜図18Cに動作ステップを示す、転動体であるロック部材ガイドボール20を用いても達成できる。
図17A〜図17Cに示すように、リセプタクル7には、図17中右端に近い回動ガイド部71付近に球状のガイドボール収納部78を設けたリセプタクル7eを使用する。このガイドボール収納部78に球状のロック部材ガイドボール20を収容する。
先端のプラグ係止爪51の外側面側の中間位置に突起53を設けたロック部材5eが使用され、この突起53以外は通常の2連のZスプリングが一体成形されたロック部材とほぼ同一である。
ロック部材ガイドボール20は、ガイドボール収納部78に回動可能に収納されている。
なお、球状のロック部材ガイドボール20に代えて円筒状のころの使用も可能である。
図17A〜図17Cは、プラグ部Pのリセプタクル部Rへの挿入ステップを示し、図18A〜図18Cは、プラグ部Pのリセプタクル部Rからの抜去ステップを示す。図示の方法は、前述した図9〜図10の例に従うものであり、リセプタクル7の上半部とプラグ部Pのコネクタプラグ3とロック解除部材4の上半分を断面図として示している。
図17Aは、プラグ部Pのリセプタクル部Rへの挿入が開始され、ロック解除部材4の図中右端のテーパ部4aが押圧操作子52に当接し、コネクタプラグ3の先端側のテーパ部35にプラグ係止爪51が当接した状態にある。ロック部材5eは、コネクタプラグ3に近接して水平に下がったままの状態にある。
ロック部材5eのプラグ係止爪51に設けた突起53は、ロック部材ガイドボール20の下側に位置されている。
更に、プラグ部Pを挿入し、図17Bに示す状態になると、ロック解除部材4の先端側のテーパ部4aが押圧操作子52を図17B中矢印H1方向に押し上げ、ロック部材5の図中右端側の先端部が上昇され、プラグ係止爪51がコネクタプラグ3の先端側に設けた係止爪係合溝31から離脱する。
ロック部材5eの突起53は、ロック部材ガイドボール20を乗り上げ、このロック部材ガイドボール20の図中上側に移動する。
図17Cは、プラグ部Pのリセプタクル部Rへの挿入を完了したステップ3で、コネクタプラグ3の先端部のテーパ部35が、リセプタクル部Rに設けたプラグ挿入穴70のテーパ部75に完全に接触し、ロック部材5のプラグ係止爪51が図17C中矢印G1方向にコネクタプラグ3を押圧する。ロック部材5eの突起53は、ロック部材ガイドボール20の上側から再び下側に移動する。
次に、図18A〜図18Cを参照して、リセプタクル部Rに挿入されたプラグ部Pの抜去ステップを説明する。
図18Aは、つまみ部12を手指により把持し、ロック解除部材4を図18A中矢印G2方向に移動し、ロック部材5eの押圧操作子52とカム溝40内の傾斜面部41が当接し、ロック部材5eが先端側のプラグ係止爪51をコネクタプラグ3の係止爪係合溝31から離脱させる方向に僅かに回動されたる。
ロック部材5eの突起53は、ロック部材ガイドボール20の下側にある。
ロック解除部材4が、更に図18B中矢印G2方向に更に移動すると、押圧操作子52の押し上げ量は最大となり、ロック部材5の同図中左端が可動範囲規制部72の下端に当接したまま、この位置を支点としてロック部材5が図18B中矢印J1方向に回転し、図中右上がりの姿勢となる。Zスプリング6は、最大に押し縮められている。コネクタプラグ3の係止爪係合溝31からプラグ係止爪51が退去して、コネクタプラグ3は、ロック解除部材4と共に図18B中矢印G2方向に移動する。
ロック部材5eの突起53は、ロック部材ガイドボール20を乗り越して上側に移動する。
プラグ部Pのリセプタクル部Rからの抜去が完了すると、図18Cに示すように、ロック解除部材4及びコネクタプラグ3がロック部材5に拘束されることなく移動できる。このとき、ロック部材5は、Zスプリング6に押されてロック部材収納部74の下面に全面が当接し、先に説明した図17Aと同じ初期状態に戻る。そして、ロック部材5eの突起53は、ロック部材ガイドボール20の上側から再び下側に移動する。
このように、ロック部材ガイドボール20を突起53が乗り越える際に、ロック部材5eに水平の動きを与えながら回動される。先に述べたヒステリシス特性が得られたことになる。
なお、前述した図13に示したリング状のスプリング6cを採用した例でも、ほとんど、上述した説明と同様な動作をし、ロック部材ガイドボール20の効果は十分発揮されている。
以上説明したように、ロック部材ガイドピンとロックキーガイド溝の係合、または、ロック部材の突起とロック部材ガイドボールの係合によって、プラグ部Pの挿入抜去のステップでロック部材を予め定められた位置と姿勢をとることができ、効果的なコネクタプラグの保持等が行える。
更に、ケーブルの接続操作を行うユーザに対しても、コネクタプラグ挿入過程のロック瞬間のメリハリの利いた感触等により快感を与えることができる。
ところで、本発明に係る接続装置は、ロック解除部材4がコネクタプラグ3に対してケーブル軸心方向、すなわち、コネクタプラグ3の軸方向に移動可能に取り付けられている。すなわち、ロック解除部材4は、つまみ部12に設けたプラグ移動範囲規制部材11を収納する収納凹部14内に構成される空隙の範囲で図5中矢印D1方向及び矢印D2方向に移動可能とされている。その結果、コネクタプラグ3がロック部材5にロックされた状態で、ロック解除部材4とこれに固定されたつまみ部12が、ケーブル軸心方向の図5中矢印D1方向及び矢印D2方向に僅かな余裕を有する状態となり、ユーザに対し感覚的に不安定な印象を与えることも考えられる。
この対策として、別途、クリック機構を付加してロック解除部材4を固定することが考えられる。
このクリック機構を設けた例を備えた図19を参照して説明する。図19に示す接続装置は、従来から使用されていたプラグ検出スイッチをクリック機構に兼用したものである。図19は、プラグ部Pをリセプタクル部Rに挿入したときのリセプタクル7eの水平面による断面図を示す。図19は、図5に示した切断面に対し90度回転させた位置での断面図であり、光ケーブル2の軸心を含む面で切断した断面図である。
図19に示す接続装置は、プラグ挿入検出スイッチ17を構成する接点ばね17aと固定接点17bを搭載したプリント基板17cがリセプタクル7eの側面に取り付けられている。リセプタクル7eの所定位置には、接点ばね17aと固定接点17bを収容する収納部21が形成されている。この収納部21は、ロック解除部材4が挿入されるプラグ挿入穴70まで達している。
接点ばね17aは、金属製の薄板を折り曲げて所定の形状にし、図19中左側の基部をプリント基板17cの穴に挿入し固定されている。接点ばね17aは、外力が印加されない状態では図19中破線で示すように、係合部である折り曲げられた頭部22がロック解除部材4が挿入されるプラグ挿入穴70の内部まで入り込んでいる。頭部22は、押されると自身の弾性で、図19中矢印K方向の垂直方向に移動する。
固定接点17bは、上部に接点を形成されプリント基板17cに固定されており、接点ばね17aが図19中実線の位置に移動すると、接点ばね17aの図19中右側の先端が固定接点17bの接点と接触して電気的な導通が図られる。
図19に示す接続装置は、プラグ部Pをリセプタクル部Rに挿入すると、ロック解除部材4の先端部に形成したテーパ部4aが接点ばね17aの頭部22を押し下げ始める。ロック解除部材4が、図19中矢印G1方向の右方へ挿入されるに従い、接点ばね17aは更に押し下げられて接点ばね17aの図19中右側の先端が固定接点17bの接点と接触し、プラグ挿入検出の信号として外部に送出される。
プラグ部Pの挿入が完了すると、接点ばね17aの頭部22はロック解除部材4のカム溝40の傾斜面部41と接触する。接点ばね17aは、自身の弾力でプラグ挿入穴70内に突出する方向に付勢されているので、プラグ挿入穴70に挿入されるロック解除部材4のカム溝40の傾斜面部41を押圧し、そのケーブルの軸方向の分力でロック解除部材4を図19中矢印G1方向の右向きに押しつけ、ロック解除部材4の先端部のテーパ部4aをリセプタクル7e側のテーパ部75に強く接触させ、ロック解除部材4の遊びを除去することができる。
本発明に係る接続装置は、上述したように、プラグ部Pをリセプタクル部Rに挿入したとき、ロック部材5のプラグ係止爪51がコネクタプラグ3の係止爪係合溝31に係合することによりプラグ部Pをリセプタクル部Rに対する所定の挿入位置に固定する。
リセプタクル部Rに挿入固定されたプラグ部Pは、ロック解除部材4に一体的に取り付けられたつまみ部12を把持してリセプタクル部Rから引き抜くことによりコネクタプラグ3に対し移動可能に取り付けられたロック解除部材4によりロック部材5によるコネクタプラグ3のロックを解除した後、コネクタプラグ3をリセプタクル部R側から抜き取ることができる。このような抜き取り操作を行うことにより、プラグ部P側のコネクタプラグ3やリセプタクル部R側のロック部材5に大きな負荷を与えることなく、プラグ部Pを安全且つ確実にリセプタクル部Rから抜き取ることができる。
ところで、プラグ部Pは、リセプタクル部Rに接続され、リセプタクル部Rが設けられた電気機器との間で信号の授受を行うために用いられるものであるので、信号の授受を行うための光ケーブル2が引き出されている。光ケーブル2は、コネクタプラグ3から引き出されている。その結果、リセプタクル部Rに挿入されたプラグ部Pは、つまみ部12を把持することなく光ケーブル2を掴んで引き抜き操作が行われてしまうことがある。また、プラグ部Pは、電子機器に接続された状態にあるとき、プラグ部Pから延長された光ケーブル2に引き抜き方向の力が加わる場合がある。このように、つまみ部12以外に部分に引き抜き力が加わると、コネクタプラグ3に直接引き抜き力が加わり、ロック部材5を含むコネクタプラグ3のロック機構を損傷させてしまうおそれがある。
次に、上述したような不用意なプラグ部Pの抜き取り操作が行われた場合であっても、ロック部材を含むコネクタプラグ3のロック機構等の損傷を防止し、プラグ部Pやリセプタクル部Rの保護を図ることができる接続装置の例を挙げて説明する。
以下の説明では、上述した例と共通する部分には共通の符号を付与して詳細な説明は省略する。
ここに示す本発明に係る接続装置は、図20に示すように、ロック部材150に設けられるコネクタプラグ3の係止爪係合溝31に係合してコネクタプラグ3をリセプタクル部Rに対する挿入位置にロックするプラグ係止爪151を弾性変位可能となるように構成したものである。このロック部材150は、弾性変位可能な合成樹材料を用いて形成され、プラグ係止爪151を大きく湾曲した形状に形成している。大きく湾曲して形成されたプラグ係止爪51は、湾曲された方向に容易に撓み変形する。
この例では、プラグ係止爪151に撓み変形力を付与するため、ロック部材150を弾性変位可能な合成樹材料を用いて形成しているため、ロック部材150をコネクタプラグ3側に圧着させ、コネクタプラグ3をリセプタクル部R側のテーパ部75に圧着させる方向の力を付与する上述したようなZスプリングの如く、ロック部材150に一体的に設けることができない。
そこで、ロック部材150を付勢するZスプリング160は、ロック部材150とは別部材として形成されている。ここで用いられるZスプリング160は、図21に示すように、薄い金属性の板ばねに一対の切り起こし片161,162を設けたものであって、これら切り起こし片161,162の先端部をロック部材150の背面側に差し込んでロック部材150に連結される。ロック部材150に連結されたZスプリング160は、ロック部材150とともにリセプタクル7内に設けたロック部材収納部74されたとき、平板状の基板163の両端部をロック部材収納部74の底面側に設けた差込み溝164に差し込むことにより、リセプタクル7に取り付けられる。
なお、Zスプリング160の一対の切り起こし片161,162は、ロック部材150をコネクタプラグ3側に圧着させ、コネクタプラグ3をリセプタクル部R側のテーパ部75に圧着させる方向の力を付与させ得るように湾曲され、また、適宜の圧着力が得られるように湾曲の曲率も選択される。
このように構成された接続装置も、プラグ部Pをリセプタクル部Rに接続するには、前述した接続装置と同様に、つまみ部12を把持し、図20に示すように、コネクタプラグ3の先端側をリセプタクル部R側のプラグ挿入穴70に挿入する。
このとき、コネクタプラグ3側に取り付けられたプラグ移動範囲規制部材11がつまみ部12の収納凹部14の一側面14aに当接し、ロック解除部材4とコネクタプラグ3とが一体となって、図20中矢印G1方向の挿入方向に挿入されていく。
コネクタプラグ3の先端側をプラグ挿入穴70に挿入した状態から更にプラグ部Pをリセプタクル部R内に挿入していくと、ロック部材150に設けた押圧操作子52がロック解除部材4の外周面の最も高い位置、すなわち最も大径の部分に乗り上げ、ロック部材150は、図22A中矢印J1方向に回動されて挿入端側が持ち上げられ、プラグ係止爪151がコネクタプラグ3の係止爪係合溝31から離間した位置に移動される。
図22Aに示す状態から更にプラグ部Pをリセプタクル部R内に挿入すると、図22Bに示すように、押圧操作子52がカム溝40内に形成した傾斜面部41上に乗り上げ、プラグ係止爪151がコネクタプラグ3の外周面に当接してロック部材5を支持する。
プラグ部Pが図22Cに示す位置まで挿入されると、ロック部材ロック部材150は、プラグ係止爪151が設けられた側とは反対側の他端側が下がり、ロック部材収納部74の下面に当接する。このとき、ロック部材150は、回動ガイド部71に案内されて全体として図22C中矢印G2方向に移動しプラグ係止爪151をコネクタプラグ3の係止爪係合溝31に落ち込み易くする。
プラグ部Pがリセプタクル部Rに完全に挿入されると、図22Cに示すように、プラグ係止爪151がコネクタプラグ3の係止爪係合溝31に落ち込み、コネクタプラグ3の先端部のテーパ部35がプラグ挿入穴70に設けたテーパ部75に完全接触し、Zスプリング160の軸方向の付勢力、すなわち図22C中矢印G1方向の付勢力により、ロック部材150は回動ガイド部71に案内されて図22C中矢印G1方向に移動し、プラグ係止爪151を図22C中矢印L1方向に付勢してコネクタプラグ3を押圧する。
このように、挿入完了後もZスプリング160の付勢力により、プラグ係止爪151が図22C中矢印G1方向及び矢印L1方向にコネクタプラグ3をリセプタクル部R側のテーパ部75に押圧付勢するので、常にコネクタプラグ3のリセプタクル部Rに対する挿入位置を保持する。コネクタプラグ3が一定位置に保持されることから、プラグ部P側の光ファイバ1と電子機器側の光学素子8との相対位置が一定に維持され、正確な信号の授受を行うことができる。
上述のように、リセプタクル部Rに挿入されたプラグ部Pを抜き取るには、つまみ部12を把持し、つまみ部12とともにロック解除部材4を図23A中矢印G2方向の図中左方に引き抜く。ロック解除部材4が引き抜かれると、ロック部材150の押圧操作子52がカム溝40内の傾斜面部41上に乗り上げていく。このとき、ロック解除部材4がコネクタプラグ3に対し僅かに先行して23A中矢印G2方向に移動し、コネクタプラグ3側に取り付けられたプラグ移動範囲規制部材11がつまみ部12の収納凹部14の他側面14bに当接し、ロック解除部材4とコネクタプラグ3とが一体となって、図23A中矢印G2方向に移動の抜き取り方向に移動する。
ロック解除部材4が更に図23B中矢印G2方向に移動され、押圧操作子52がカム溝40の傾斜面部41で押し上げられ、ロック部材150が図23B中矢印J1方向に回動される。このとき、Zスプリング160は、押し縮められる。
ロック解除部材4が更に図23B中矢印G2方向に移動すると、押圧操作子52の押し上げ量は最大となり、ロック部材150が図23B中矢印J1方向に回動され、先端側のプラグ係止爪151をコネクタプラグ3から離間させた右上がりの姿勢となる。このとき、Zスプリング160は、最大に押し縮められている。コネクタプラグ3の係止爪係合溝31からプラグ係止爪151が退去して、コネクタプラグ3は、ロック解除部材4と共に図23B中矢印G2方向に移動する。
プラグ部Pを更に図23B中矢印G2方向のリセプタクル部Rから抜き取る方向に引き抜くと、ロック解除部材4及びコネクタプラグ3は、図23Cに示すように、ロック部材150に拘束されることなく自由に移動可能となる。このとき、ロック部材150は、Zスプリング160に押されてロック部材収納部74の下面に全面が当接した初期状態に戻る。
ところで、ここに示す接続装置は、プラグ部Pがリセプタクル部Rに挿入された状態で、つまみ部12が把持されることなく光ケーブル2に直接負荷かが加えられて引き抜きが行われたとしても、プラグ係止爪151が弾性変形することにより、光ケーブル2に加わる負荷を吸収することにより、ロック部材150等のコネクタプラグ3をロックする機構に大きな負荷が加わることを防止することができる。
そこで、光ケーブル2が引き抜き操作されたときの動作を以下に説明する。
プラグ部Pがリセプタクル部Rに挿入された状態で、光ケーブル2が図24A中矢印G2方向に引っ張られると、コネクタプラグ3がロック解除部材4とは独立して同方向に移動される。このとき。コネクタプラグ3の係止爪係合溝31に係合されているプラグ係止爪151が係止爪係合溝31の立ち上がり面31aに押圧されて図23B中矢印J1方向に撓み変形される。
このとき、コネクタプラグ3側に取り付けられたプラグ移動範囲規制部材11がつまみ部12の収納凹部14の一側面14aに当接し、ロック解除部材4とコネクタプラグ3とが一体となって、図24B中矢印G2方向の抜き取り方向に移動される状態になる。
ここから、更に光ケーブル2が引き抜き操作されと、コネクタプラグ3がプラグ係止爪151を撓ませながら図24C中矢印G2方向の抜き取り方向に移動されるとともに、ロック解除部材4も同方向に移動する。ロック解除部材4がコネクタプラグ3と一体に図24C中矢印G2方向の抜き取り方向に移動することにより、押圧操作子52をカム溝40の傾斜面部41上に押し上げ、ロック部材150を図24C中矢印J1方向に回動し、先端側のプラグ係止爪151をコネクタプラグ3から離脱させる。プラグ係止爪151がコネクタプラグ3の係止爪係合溝31が離脱されることにより、プラグ部Pのリセプタクル部R側へのロックが解除され、プラグ部Pのリセプタクル部Rからの抜き取りが可能な状態となる。
このように、光ケーブル2が引き抜き操作されても、その引き抜き力をロック部材150側のプラグ係止爪151の弾性変位によって吸収し、しかも、コネクタプラグ3のロックを解除してプラグ部Pのリセプタクル部Rからの抜き取りを可能とするので、誤操作が行われた場合であっても、安全にプラグ部Pのリセプタクル部Rからの引き抜きを行うことを可能とする。
更に、不用意なプラグ部Pの抜き取り操作が行われた場合であっても、ロック部材を含むコネクタプラグのロック機構等の損傷を防止し、プラグ部Pやリセプタクル部Rの保護を図ることができる接続装置の他の例を挙げて説明する。
以下に示す接続装置は、更にロック部材をそれぞれの機能を一層良好に実現し得るよう構成したものであって、コネクタプラグ3をロックするプラグ係止爪を設けた部分と、ロック解除部材4により操作される押圧操作子が設けられた部分とを独立に形成したものであり、更に、ロック部材を押圧付勢する付勢部材としてのZスプリングを独立に形成したものである。
このように各部材を独立に形成することにより、コネクタプラグのロック機構等の損傷を防止し、プラグ部Pのリセプタクル部Rに対する挿入位置を規制することができ、正確な信号の授受を実現できる接続装置を構成することができる。
以下に、各部材を独立に構成した接続装置を図面を参照して説明する。
なお、以下の説明では、上述した例と共通する部分には共通の符号を付与して詳細な説明は省略する。
ここに示す本発明に係る接続装置は、図25に示すように、コネクタプラグ3の係止爪係合溝31に係合してコネクタプラグ3をリセプタクル部Rに対する挿入位置にロックするプラグ係止爪251を先端側に設けたロック部材250と、このロック部材250をプラグ部Pの挿入に関連して移動操作する押圧操作子52を設けた移動制御部材255と、ロック部材250を付勢するZスプリング260をそれぞれ独立の部材として形成している。これら部材は、リセプタクル7に設けたロック部材収納部74に収納した状態に互いに関連され、上述した接続装置に設けられた一体のロック部材と同様の機能を実現する。
ここで、ロック部材250は、コネクタプラグ3の係止爪係合溝31に係合してコネクタプラグ3をリセプタクル部Rに対する挿入位置にロックするプラグ係止爪251を弾性変位可能となるように構成したものである。このロック部材250は、弾性変位可能な合成樹材料を用いて形成され、プラグ係止爪251を大きく湾曲した形状に形成している。大きく湾曲して形成されたプラグ係止爪251は、湾曲された方向に容易に撓み変形する。
なお、ロック部材250の両側には、図26に示すように、一対ずつのガイドピン266,267が突設されている。これらガイドピン266,267は、ロック部材収納部74の内壁に形成した回動ガイド溝268,269に係合されることにより、ロック部材250の回動方向をガイドするようにしている。
押圧操作子52を中央部に突設した移動制御部材255は、合成樹材料を用いて形成され、図25に示すように、ロック部材250に重ね合わせるようにしてロック部材収納部74に収納される。このとき、移動制御部材255は、押圧操作子52を第2の貫通孔77からプラグ挿入穴70内に突出させてロック部材収納部74に配設される。また、移動制御部材252は、基端部に設けた係止片252aをロック部材収納部74内に設けた係止溝74bに係止させて配設されることにより、ロック部材収納部74内での移動が規制された状態で配設されている。
ロック部材250を付勢するZスプリング260は、薄い金属性の板ばねに一対の切り起こし片261,262を設けたものであって、これら切り起こし片261,262の先端部をロック部材150の背面側に差し込んでロック部材250に連結される。ロック部材250に連結されたZスプリング260は、ロック部材250とともにリセプタクル7内に設けたロック部材収納部74されたとき、平板状の基板263の両端部をロック部材収納部74の底面側に設けた差し込み溝264に差し込むことにより、リセプタクル7に取り付けられる。
このように構成された接続装置も、プラグ部Pをリセプタクル部Rに接続するには、前述した接続装置と同様に、つまみ部12を把持し、図27Aに示すように、コネクタプラグ3の先端側をリセプタクル部R側のプラグ挿入穴70に挿入する。
このとき、図示はしなが、コネクタプラグ3側に取り付けられたプラグ移動範囲規制部材11がつまみ部12の収納凹部14の一側面14aに当接し、ロック解除部材4とコネクタプラグ3とが一体となって、図27A中矢印G1方向の挿入方向に挿入されていく。
コネクタプラグ3の先端側をプラグ挿入穴70に挿入した状態から更にプラグ部Pをリセプタクル部R内に挿入していくと、移動制御部材252に設けた押圧操作子52がロック解除部材4の外周面の最も高い位置、すなわち最も大径の部分に乗り上げ、移動制御部材252が係止溝74bに係止させた基端部側の係止片252aを支点にして図27B中矢印S1方向に回動される。移動制御部材252が回動操作されることにより、この移動制御部材252上に重ね合わせられたロック部材250も同方向の図27B中矢印S1方向に回動される。このとき、ロック部材250の先端側に設けたプラグ係止爪251がコネクタプラグ3の係止爪係合溝31から離間した位置に移動される。
図22Bに示す状態から更にプラグ部Pをリセプタクル部R内に挿入すると、図22Cに示すように、移動制御部材252に設けた押圧操作子52がカム溝40内に形成した傾斜面部41上に乗り上げ、プラグ係止爪251がコネクタプラグ3の外周面に当接してロック部材5を支持する。
プラグ部Pが図22Dに示す位置まで挿入されると、移動制御部材252とともにロック部材250は、プラグ係止爪251が設けられた側とは反対側の他端側が下がり、ロック部材収納部74の下面に当接する。このとき、ロック部材250は、回動ガイド部71に案内されて全体として図27D中矢印G2方向に移動しプラグ係止爪251をコネクタプラグ3の係止爪係合溝31に落ち込み易くする。
プラグ部Pがリセプタクル部Rに完全に挿入されると、図27Dに示すように、プラグ係止爪251がコネクタプラグ3の係止爪係合溝31に落ち込み、コネクタプラグ3の先端部のテーパ部35がプラグ挿入穴70に設けたテーパ部75に完全接触し、Zスプリング160の軸方向の付勢力、すなわち図22D中矢印G1方向の付勢力により、ロック部材250は回動ガイド部71に案内されて図27D中矢印G1方向に移動し、プラグ係止爪251を図27D中矢印T1方向に付勢してコネクタプラグ3を押圧する。
このように、挿入完了後もZスプリング260の付勢力により、プラグ係止爪251が図27D中矢印G1方向及び矢印T1方向にコネクタプラグ3をリセプタクル部R側のテーパ部75に押圧付勢するので、常にコネクタプラグ3のリセプタクル部Rに対する挿入位置を保持する。コネクタプラグ3が一定位置に保持されることから、プラグ部P側の光ファイバ1と電子機器側の光学素子8との相対位置が一定に維持され、正確な信号の授受を行うことができる。
上述のように、リセプタクル部Rに挿入されたプラグ部Pを抜き取るには、つまみ部12を把持し、つまみ部12とともにロック解除部材4を図28A中矢印G2方向の図中左方に引き抜く。ロック解除部材4が引き抜かれると、移動制御部材252の押圧操作子52がカム溝40内の傾斜面部41上に乗り上げていく。このとき、ロック解除部材4がコネクタプラグ3に対し僅かに先行して図28A中矢印G2方向に移動し、コネクタプラグ3側に取り付けられたプラグ移動範囲規制部材11がつまみ部12の収納凹部14の他側面14bに当接し、ロック解除部材4とコネクタプラグ3とが一体となって、図23A中矢印G2方向に移動の抜き取り方向に移動する。
ロック解除部材4が更に図28B中矢印G2方向に移動され、押圧操作子52がカム溝40の傾斜面部41で押し上げられ、移動制御部材252がロック部材250とともに図28B中矢印S1方向に回動される。このとき、Zスプリング260は、押し縮められる。
ロック解除部材4が更に図28B中矢印G2方向に移動すると、押圧操作子52の押し上げ量は最大となり、ロック部材250が移動制御部材252に押圧操作されて図28B中矢印S1方向に回動され、先端側のプラグ係止爪251をコネクタプラグ3から離間させた右上がりの姿勢となる。このとき、Zスプリング260は、最大に押し縮められている。コネクタプラグ3の係止爪係合溝31からプラグ係止爪251が退去して、コネクタプラグ3は、ロック解除部材4と共に図28B中矢印G2方向に移動する。
プラグ部Pを更に図28B中矢印G2方向のリセプタクル部Rから抜き取る方向に引き抜くと、ロック解除部材4及びコネクタプラグ3は、図28Cに示すように、ロック部材250に拘束されることなく自由に移動可能となる。このとき、ロック部材250は、移動制御部材252とともに、Zスプリング260に押されてロック部材収納部74の下面に全面が当接した初期状態に戻る。
ところで、ここに示す接続装置は、プラグ部Pがリセプタクル部Rに挿入された状態で、つまみ部12が把持されることなく光ケーブル2に直接負荷かが加えられて引き抜きが行われたとしても、プラグ係止爪251が弾性変形することにより、光ケーブル2に加わる負荷を吸収することにより、ロック部材250等のコネクタプラグ3をロックする機構に大きな負荷が加わることを防止することができる。
そこで、光ケーブル2が引き抜き操作されたときの動作を以下に説明する。
プラグ部Pがリセプタクル部Rに挿入された状態で、光ケーブル2が図29A中矢印G2方向に引っ張られると、コネクタプラグ3がロック解除部材4とは独立して同方向に移動される。このとき。コネクタプラグ3の係止爪係合溝31に係合されているプラグ係止爪251が係止爪係合溝31の立ち上がり面31aに押圧されて図29B中矢印J1方向に撓み変形される。
このとき、コネクタプラグ3側に取り付けられたプラグ移動範囲規制部材11がつまみ部12の収納凹部14の一側面14aに当接し、ロック解除部材4とコネクタプラグ3とが一体となって、図29B中矢印G2方向の抜き取り方向に移動される状態になる。
ここから、更に光ケーブル2が引き抜き操作されと、コネクタプラグ3がプラグ係止爪251を撓ませながら図29C中矢印G2方向の抜き取り方向に移動されるとともに、ロック解除部材4も同方向に移動する。ロック解除部材4がコネクタプラグ3と一体に図29C中矢印G2方向の抜き取り方向に移動することにより、移動制御部材252の押圧操作子52をカム溝40の傾斜面部41上に押し上げ、ロック部材150を図24C中矢印S1方向に回動させ、先端側のプラグ係止爪251をコネクタプラグ3から離脱させる。プラグ係止爪251がコネクタプラグ3の係止爪係合溝31が離脱されることにより、プラグ部Pのリセプタクル部R側へのロックが解除され、プラグ部Pのリセプタクル部Rからの抜き取りが可能な状態となる。
このように、光ケーブル2が引き抜き操作されても、その引き抜き力をロック部材250側のプラグ係止爪251の弾性変位によって吸収し、しかも、コネクタプラグ3のロックを解除してプラグ部Pのリセプタクル部Rからの抜き取りを可能とするので、誤操作が行われた場合であっても、安全にプラグ部Pのリセプタクル部Rからの引き抜きを行うことを可能とする。
産業上の利用可能性
上述したように、本発明に係る接続装置は、プラグ部のコネクタプラグをロック部材によりロックするとともに、ロック部材の回動操作をロック解除部材に設けたカム部に制御するようにしているので、ロック部材の回動支点を可動させることができ、ロック部材の先端に設けたプラグ係止爪をコネクタプラグに対しほぼ垂直に移動させて、コネクタプラグに設けた係合溝に係脱するように構成できるので、コネクタプラグを一定位置に確実に保持することができる。
また、ロック部材を付勢するばねに、ロック部材をケーブルの軸方向に直交する方向に付勢する付勢力と、ケーブルの軸方向若しくはケーブルの軸方向の斜め前方に付勢する力を発生させる付勢部材としてのZスプリングを用いることにより、コネクタプラグの先端側のテーパ部を、このテーパ部を受けるリセプタクル側のテーパ部に密着するように押圧できるので、コネクタプラグのリセプタクルに対する挿入位置を正確に位置決めすることができ、良好な伝送特性をもって信号の伝送を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
図1は、電子機器側に設置されたジャックと光ケーブルの端部に設けられたプラグを示す斜視図である。
図2A及び図2Bは、従来から用いられているプラグのロック機能付きの接続装置を示す断面図である。
図3は、従来の接続装置のロック機構の動作状態を示す側面図である。
図4は、本発明に係る接続装置の1例を示す分解斜視図である。
図5は、本発明に係る接続装置において、プラグ部のリセプタクル部への挿入状態を示す断面図であり、図6は、図5のVI−VI線断面図である。
図7は、本発明に係る接続装置を構成するZスプリングと一体成形されたロック部材を示す側面図である。
図8は、ロック部材をリセプタクルの収容部に収納した状態を示す側面図である。
図9A〜図9Fは、プラグ部をリセプタクル部に挿入するプロセスを示し、Zスプリングと一体成形されたロック部材の動作を示す側面図である。
図10A〜図10Eは、プラグ部をリセプタクル部から抜去するプロセスを示し、Zスプリングと一体に形成されたロック部材の動作を示す側面図である。
図11A及び図11Bは、本発明に係る接続装置に用いられるZスプリングを使用したロック部材の他の例を示すものであって、図11Aは、Zスプリングに負荷が加えられていない状態を示し、図11Bは、リセプタクルに収納されて圧縮された状態を示す側面図である。
図12A及び図12Bは、本発明に係る接続装置に用いられるZスプリングを使用したロック部材の更に他の例を示すものであって、図12Aは、Zスプリングに負荷が加えられていない状態を示し、図12Bは、リセプタクルに収納されて圧縮された状態を示す側面図である。
図13A及び図13Bは、本発明に係る接続装置に用いられるリング状のスプリングを使用したロック部材の例を示すものであって、図13Aは、スプリングに負荷が加えられていない状態を示し、図13Bは、リセプタクルに収納されて圧縮された状態を示す側面図である。
図14は、ロック部材の他の例を示す部分斜視図である。
図15は、ロック部材の動作経路を指定するロック部材ガイドピン付のロック部材を備えた接続装置を示す断面図であり、図16は、図15のXVI−XVI線断面図である。
図17A〜図17Cは、プラグ部をリセプタクル部に対し挿入するときのクリック感を強調するガイドボールを使用したロック部材のプラグ部挿入時の動作ステップを示す側面図である。
図18A〜図18Cは、リセプタクル部に挿入したプラグ部を抜き取る動作ステップを示す側面図である。
図19は、プラグ部のリセプタクル部への挿脱時にクリック感を付与するプラグ挿入検出スイッチを備えた接続装置を示す断面図である。
図20は、本発明に係る接続装置の更に他の例の要部を示す側面図である。
図21は、ロック部材を付勢するZスプリングを示す斜視図である。
図22A〜図22Cは、プラグ部をリセプタクル部に挿入していく状態を示す側面部である。
図23A〜図23Cは、リセプタクル部に挿入したプラグ部を抜き取る状態を示す側面図である。
図24A〜図24Cは、光ケーブルを把持してプラグ部が引き抜かれる状態を示す側面図である。
図25は、本発明に係る接続装置の更に他の例を示す側断面図である。
図26は、図25に示す接続装置の正面図である。
図27A〜図27Dは、プラグ部をリセプタクル部に挿入していく状態を示す側面部である。
図28A〜図28Cは、リセプタクル部に挿入したプラグ部を抜き取る状態を示す側面図である。
図29A〜図29Cは、光ケーブルを把持してプラグ部が引き抜かれる状態を示す側面図である。
Claims (19)
- 信号ケーブルの端部に設けられたコネクタプラグを有し、前記コネクタプラグの外周面に前記ケーブルの軸方向に所定距離移動可能に支持され、つまみ部が取り付けられたロック解除部材とからなるプラグ部と、前記プラグ部が挿脱可能とされるリセプタクル部とからなる接続装置において、
前記リセプタクル部内に収容され、前記コネクタプラグと係合して前記プラグ部の抜去を係止するロック部材を、前記ロック解除部材の外周面に設けたカム部を介して、前記ロック解除部材の前記ケーブルの軸方向の動きにより制御することを特徴とする接続装置。 - 前記ロック部材は、前記ロック解除部材が前記ケーブルの軸方向の動きにより回動制御される際、回動支点位置が移動可能となされて前記リセプタクル部に設けられたロック部材収納部内に収容されたことを特徴とする請求の範囲第1項記載の接続装置。
- 前記ロック部材収納部に、前記ロック部材の前記回動支点位置近傍又はプラグ係止爪近傍のいずれか一の位置若しくは両位置に、前記ロック部材の一部に当接して前記ロック部材の移動範囲を規制する規制手段を設けたことを特徴とする請求の範囲第2項記載の接続装置。
- 一端を前記リセプタクルにより保持され、他端を前記ロック部材で保持され、且つ、前記ロック部材に前記ケーブルの軸方向に平行な方向の付勢力及び前記ケーブルの軸方向に垂直な方向の付勢力を与える弾性部材を備えたことを特徴とする請求の範囲第1項記載の接続装置。
- 前記弾性部材は、前記ロック部材と一体成形された、板状のZスプリングであることを特徴とする請求の範囲第4項記載の接続装置。
- 前記弾性部材は、薄板を折り曲げてZ状に形成したZスプリングであることを特徴とする請求の範囲第4項記載の接続装置。
- 前記弾性部材は、断面が薄肉パイプ状のスプリングとされ、該スプリングの中空部に、前記ロック部材の幅方向に平行に設けられた可動ピンと、前記ロック部材収納部内部に前記可動ピンと平行に形成された固定ピンを挿通したことを特徴とする請求の範囲第4項記載の接続装置。
- 前記ロック部材の幅方向の両面に突出したガイドピンを形成し、対応した前記ロック部材収納部の壁面に凹んだ閉経路をもつ溝を形成し、該溝に前記ガイドピンが係合して前記ロック部材の動きに応じて該ロック部材を所定の位置に案内することを特徴とする請求の範囲第4項記載の接続装置。
- 前記ロック部材は、プラグ係止爪の一側面から突出した突起を形成し、前記ロック部材収納部の壁面に回動可能に支持された転動体を収容し、前記ロック部材の動きに応じて前記突起が前記転動体と当接する位置を変換し、前記ロック部材を所定の位置に案内することを特徴とする請求の範囲第4項記載の接続装置。
- 前記リセプタクルに基部を取り付けたばね状部材の係合部を前記ロック解除部材の移動時の軌跡内に突出させ、前記プラグ部挿入時に該係合部が前記ロック解除部材の外周面に設けた前記カム部の傾斜面部を押圧することを特徴とする請求の範囲第1項記載の接続装置。
- 前記コネクタプラグは、先端側に前記リセプタクル部に設けられる受け側のテーパ部に係合するテーパ部が設けられていることを特徴とする請求の範囲第1項記載の接続装置。
- 前記ロック部材は、先端側に前記コネクタプラグに係合するプラグ係止爪を設け、前記プラグ係止爪を弾性変位可能としたことを特徴とする請求の範囲第1項記載の接続装置。
- 前記ロック部材は、弾性変位可能な合成樹脂により形成されたことを特徴とする請求の範囲第11項記載の接続装置。
- 前記信号ケーブルは、光ケーブルであることを特徴とする請求の範囲第1項記載の接続装置。
- 信号ケーブルの端部に設けられたコネクタプラグを有し、前記コネクタプラグの外周面に前記ケーブルの軸方向に所定距離移動可能に支持され、つまみ部が取り付けられたロック解除部材とからなるプラグ部と、前記プラグ部が挿脱可能とされるリセプタクル部とからなる接続装置において、
前記リセプタクル部内に収容され、前記コネクタプラグと係合して前記プラグ部の抜去を係止するロック部材と、
前記ロック解除部材の外周面に設けたカム部を介して、前記ロック解除部材の前記ケーブルの軸方向の動きにより前記ロック部材の移動を制御する移動制御部材とを備えことを特徴とする接続装置。 - 前記ロック部材は、前記ロック解除部材が前記ケーブルの軸方向の動きにより前記移動制御部材が回動操作されることにより回動制御される際、回動支点位置が移動可能となされて前記リセプタクル部に設けられたロック部材収納部内に収容されたことを特徴とする請求の範囲第15項記載の接続装置。
- 前記ロック部材は、先端側に前記コネクタプラグに係合するプラグ係止爪を設け、前記プラグ係止爪を弾性変位可能としたことを特徴とする請求の範囲第15項記載の接続装置。
- 前記ロック部材は、弾性変位可能な合成樹脂により形成されたことを特徴とする請求の範囲第15項記載の接続装置。
- 前記コネクタプラグは、先端側に前記リセプタクル部に設けられる受け側のテーパ部に係合するテーパ部が設けられていることを特徴とする請求の範囲第15項記載の接続装置。
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